Các chất dinh dưỡng trong đất lúa nước

13 Chương 3 CÁC CHẤT DINH DƯỠNG TRONG ĐẤT LÚA NƯỚC Thực vật khác với động vật ở chỗ chúng sử dụng các nguyên tố và ion riêng rẽ làm thức ăn . Đối với thực vật bậc cao 16 nguyên tố dinh dưỡng chủ yếu bao gồm: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B và Cl. Sau này người ta bổ sung thêm 4 nguyên tố: Na, Si, Co và V. Na rất cần cho các cây quang hợp C4 có khả năng thích nghi với điều kiện đất mặn: Cần tây, bina (spinach), củ cải đường và củ cải. Si rất cần cho lúa, mía. Co và V cần cho hoạt động sống của một số vi sinh vật. Trong số các nguyên tố dinh dưỡng chủ yếu trên, C, H, O được lấy từ không khí và nước trong đất, các nguyên tố còn lại được cung cấp bởi đất. Các nguyên tố N, P và K được gọi là các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Các nguyên tố này được cây trồng hấp thụ nhiều nhất và được cung cấp thêm hàng năm qua phân bón. Các nguyên tố Ca, Mg, S là các nguyên tố dinh dưỡng trung lượng vì chúng được cây trồng hấp thụ số lượng lớn sau N và K, ngang bằng hoặc lớn hơn P. Nhưng chúng không được xếp vào nguyên tố dinh dưỡng đa lượng vì nhìn chung hàm lưởng của các nguyên tố này trong đất hoặc trong phân bón (S có trong đạm sun phat, supelân…) đủ để cung cấp cho cây. Các nguyên tố Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl được gọi là các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng vì được cây hút với một lượng rất nhỏ chỉ tính bằng g/ha so với kg/ha đối với nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và trung lượng. Theo Achim Dobermann và Thomas Fairhurst (2000) trong số các nguyên tố dinh dưỡng chủ yếu, trong điều kiện đất lúa nước có thể xuất hiện sự thiếu các nguyên tố sau đây: N, P, K, Ca, Mg, S, Zn, Si, Fe, Mn, Cu, B. 3.1 Sự thiếu nitơ (đạm) Nitơ (N) là thành phần chủ yếu của các aminoaxit, axit nucleic, nucleotit và diệp lục. Nó thúc đẩy sự sinh trưỏng của cây trồng và làm tăng diện tích lá, số gié trên một bông, tỷ lệ gié chắc trên một bông và hàm lượng protein trong hạt. Vì vậy N có ảnh hưởng đến tất cả các thông số góp phần tạo ra năng suất. Nồng độ N ở lá có quan hệ chặt chẽ với tốc độ quang hợp và năng suất sinh học của cây trồng. * Ngưỡng giới hạn của N Ngay cả ở các đất lúa có độ phì nhiêu cao lượng N trong đất vẫn không đủ để cung cấp cho lúa. Sự thiếuN là dấu hiệu thiếudinh dưỡng dễ nhận thấy nhất ở cây lúa. Các lá già, đôi khi là tất cả các lá trở nên có màu xanh nhạt và úa vàng ở ngọn lá. Các lá sẽ bị chết do thiếu N nghiêm trọng, trừ các lá non thường xanh hơn, lá sẽ trở nên hẹp, ngắn, đứng thẳng và màu xanh hơi vàng chanh nhạt. Trên toàn bộ cánh đống có thể xuất hiện màu hơi vàng. Sự thiếuN thường xuất hiện ở các giai đoạn sinh trưởng quan trọng như đẻ nhánh và bắt đầu phân hoá hoa nhu cầu N rât lớn. Thiếu N làm giảm đẻ nhánh, lá nhỏ và cây ngắn, năng suất hạt giảm. Bảng 3.1 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của N trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích (%) Ngưỡng giới hạn thiếu (%) Đẻ nhánh đến bắt đầu ra hoa Lá Y 2,9-4,2 <2,5 Trỗ Lá đòng 2,2-3,0 <2,0 Chín Rơm 0,6-0,8 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 Ghi chú: Lá Y: Là đã phát triển đầy đủ ở trên cùng * Nguyên nhân thiếu N: Sự thiếu N có thể do một hoặc nhiều nguyên nhân sau: + Khă năng cung cấp N của đất kém. + Bón không đủ phân N vô cơ. 14 + Hiệu suất sử dụng phân N thấp (mất do bay hơi, phản nitrat hoá, thời gian và cách bón không đúng, rửa trôi, chảy tràn). + Điều kiện ngập nước thường xuyên làm giảm khả năng cung cấp N của đất (hệ thống đất trồng ba vụ lúa). + Sự mất N do mưa rào + Làm khô đất nhất thời trong thời lì sinh trưởng của lúa. + Sự cố định sinh học N2 do thiếu P trầm trọng. * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu N: Sự thiếu N là hiện tượng phổ biến ở tất cả các đất trồng lúa giống mới và không bón đủ phân đạm vô cơ. Năng suất lúa tăng lên đáng kể tương ứng với lượng phân N bón vào đất ở dạng vô cơ hoặc hữu cơ trên hầu hết các đất lúa có tưới và được cung cấp đủ các nguyên tố dinh dưỡng khác và các biện pháp phòng trừ dịch hại. Sự thiếu N cũng có thể xảy ra trên đất lúa được bón nhiều phân đạm nhưng bón không đúng thời gian hoặc không đúng cách. Các đất đặc biệt dễ xảy ra sự thiếu N bao gồm các loại sau: + Các đất có hàm lượng chất hữu cơ rất thấp (OC < 0,5%), chua và có thành phần cơ giới nhẹ. + Các đất có sự kìm hãm đặc biệt đối với khả cung cấp N: Đất phèn, đất mặn, đất thiếu P, đất ngập nước khó tiêu nước có khả năng khoáng hoá N hữu cơ và cố định N2 sinh học kém. + Các đất kiềm, đất tích vôi có hàm lượng chất hữu cơ thấp và khả năng mất đạm do bay hơi NH3 cao. * Biện pháp xử lý sự thiếu N + Sử dụng giống lúa, kỹ thuật gieo trồng, cấy thích hợp đối với từng loại đất. + Duy trì chế độ nước thích hợp nghĩa là giữ nước để ngăn cản sự nitrat hoá nhưng tránh sự mất N do chảy tràn bờ ngay sau khi bón phân. Sự thay đổi chế độ ẩm gây ra sự mất N nhiều hơn do nitrat hóa-phản nitrat hoá. Đất cần giữ ẩm nhưng không đọng nước trong thời kì đầu của sinh trưởng sinh dưỡng (trước đẻ nhánh). Tuy nhiên lúa yêu cầu điều kiện ngập nước, đặc biệt trong các giai đoạn sinh trưởng sinh thực để giúp cho lúa có thể sinh truởng, hấp thu dinh dưỡng và cho năng suất tối đa. + Điều chỉnh sự thiếu của các nguyên tố dinh dưỡng khác (P, K, Zn) và giải quyết các vấn đề về đất khác (chiều sâu lớp rễ nông, các chất độc). Bón các nguyên liệu cải tạo đất (zeolit, vecmiculit) để nâng cao CEC cho các đất có CEC thấp. Các nguyên liệu này có thể bón trực tiếp vào đất hoặc trộn với phân N (ví dụ 20% lượng N được bón có thể được thay bằng zeolit). + Tăng cường bón phân hữu cơ (phân chuồng, phân ủ, tàn dư thực vật…) cho đất. + Bón phân N vô cơ cho lúa. Để đạt được năng suất 5 – 7 tấn/ha lượng phân N bón có thể dao động từ 80 – 150 kg/ha. Các yếu tố ảnh hưởng đến số lượng và thời gian bón N cho lúa phụ thuộc: Sự sinh trưởng của giống lúa, phương pháp gieo trồng, khả năng cung cấp N của đất, sự quản lý nước, loại phân N sử dụng, phương pháp bón, caácđặc tính vật lý và hoá học đất ảnh hưởng đến sự chuyển hoá phân N. 3.2 Sự thiếu phốt pho (lân) Phốt pho (P) là thành phần quan trọng của adenozin triphotphat (ATP), nucleotit, axit nucleic và photpholipit. Chức năng chính của nó là dự trữ năng lượng, vận chuyển và hợp nhất màng. Nó di động trong cây và thúc đẩy sự đẻ nhánh, phát triển của rễ, làm đòng và chín. Nó có vai trò đặc biệt quan trọng ở đầu những giai đoạn sinh trưởng. Việc bón thêm phân P vô cơ cần thiết khi bộ rễ lúa kém phát triển và khả năng cung cấp P từ đất thấp. * Ngưỡng giới hạn Cây lúa bị thiếu P sẽ bị còi cọc và sự đẻ nhánh bị giảm rõ rệt. Các lá, đặc biệt lá già trở nên hẹp, ngắn, thẳng đứng và có màu xanh đen “bẩn”. Thân lúa gày khẳng khiu và sự phát triển của cây bị chậm lại. Số lá, bông và số hạt trên bông bị giảm xuống. Các lá non xuất hiện thì bình thường, nhưng các lá già chuyển sang màu nâu và chết. Màu đỏ và màu tía có thể phát triển trên lá nếu giống llúa đó có khuynh hướng tạo ra anthoxyanin. Các lá xuất hiện màu 15 xanh tái khi thiếu P và N đồng thời xảy ra. Sự thiếu P trung bình rất khó phát hiện trên đồng ruộng. Sự thiếu P thường kết hợp với sự rối loạn dinh dưỡng khác như độc Fe ở pH thấp, thiếu Zn, thiếu Fe và mặn ở các đất kiềm. Trong thời gian sinh trưởng của lúa (trước khi làm đòng), sự cung cấp P đủ, yêu càu về P hơn nữa hầu như không xảy ra khi nồng độ P trong lá là 0,2 – 0,4%. Để đạt năng suất hạt lớn hơn 7 tấn/ha yêu cầu >0,06% P trong rơm ở thời kỳ thu hoạch và >0,18% P trong lá đòng ở thời kỳ trỗ. Bảng 3.2 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của P trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích (%) Ngưỡng giới hạn thiếu (%) Đẻ nhánh đến bắt đầu ra hoa Lá Y 0,20-0,40 <0,10 Trỗ Lá đòng 0,20-0,30 <0,18 Chín Rơm 0,10-0,15 <0,06 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 Ngưỡng giới hạn của P trong đất lúa phụ thuộc loại đất và mức năng suất lúa cần đạt được. Người ta thường sử dụng hàm lượng P xác định theo phương pháp Olsen (NaHCO3 0,5M ở pH 8,5) và hàm lượng P xác định theo phưong pháp Bray-1 (NH4F 0.03M + HCl 0,025M) để làm chỉ thị về P dễ tiêu trong đất lúa ngập nước (P xác định theo Olsen hay được sử dụng hơn). Ngưỡng giới hạn của P theo phương pháp Olsen đối với lúa dao động từ 5 mg P kg-1 ở các đất chua đến >25 mg P kg-1 ở các đất tích vôi. Đối với các đất thấp trồng lúa có ít hoặc không có CaCO3, P theo Olsen có thể được phân loại như sau: < 5 mg P kg-1 (tình trạng P thấp): Cần thiết phải bón phân lân 5-10 mg P kg-1 (tình trạng P trung bình): Có thể cần phải bón phân lân >10 mg P kg-1 (tình trạng P cao): Chỉ cần bón thêm phân lân khi năng suất lúa rất cao (> 8 tấn ha-1) Đối với các đất thấp trồng lúa có ít hoặc không có CaCO3, P theo Bray-1 có thể được phân loại như sau: < 7 mg P kg-1 (tình trạng P thấp): Cần thiết phải bón phân lân 7-20 mg P kg-1 (tình trạng P trung bình): Có thể cần phải bón phân lân >20 mg P kg-1 (tình trạng P cao): Chỉ cần bón thêm phân lân khi năng suất lúa rất cao (> 8 tấn ha-1) Ngưỡng giới hạn của sự thiếu P trong đất khi phân tích theo Bray-2: <12-20 mg P kg-1 Theo Mehlich-1: <5-7 mg P kg-1. * Các nguyên nhân gây thiếu P: Các nguyên nhân chủ yếu bao gồm: + Khả năng cung cấp P của đất thấp. + Bón không đủ phân lân vô cơ. + Hiệu suất sử dụng phân P bón cho lúa thấp do khả năng cố định P của đất cao hoặc do mất do xói mòn (đối với ruộng lúa ở vùng đất dốc). + Sự cố định P ở dạng các phốt phát Ca do bón vôi quá nhiều. + Sử dụng quá nhiều phân N cùng với việc bón không đủ P. + Sự khác nhau của cây trồng về phản ứng với sự thiếu P và phản ứng đối với phân P. + Phương pháp trồng cấy khác nhau (sự thiếu P khi gieo thẳng lúa lớn hơn do mật độ lúa cao và hệ thống rễ ở nông). * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu P Sự thiếu P là hiện tượng phổ biến trong tất cả các hệ sinh thái lúa nước chủ yếu và là yếu tố hạn chế sinh trưởng chính đối với lúa trên đất phèn nơi có khả năng cố định P rất lớn. Các đất đặc biệt dễ xảy ra hiện tượng thiếu P bao gồm những loại sau: + Đất có thành phần cơ giới nhẹ nghèo chất hữu cơ và có trữ lượng P thấp. + Đất dốc chua, sét, bị phong hoá mạnh có khả năng cố định P cao (đất Ultisols – là đất có tầng argillic hoặc tầng kandic và độ bão hoà bazơ thấp ở các tầng dưới tầng mặt, đất Oxisols – là đất có hoặc tầng oxic trong phạm vi 150 cm của lớp đất khoáng trên mặt và không có tầng kandic trong độ sâu này, hoặc có một tầng kandic nằm dưới tầng mặt có 40 % 16 sét hoặc hơn trong phạm vi 100 cm của lớp đất khoáng trên mặt. đặc điểm mấu chốt của tầng oxic và kandic là có CEC (pp CH3COONH4 < 16 mđ/100 g sét hoặc ECEC < 12 mđ/100 g sét, ít khoáng vật đang phong hoá) + Đất trũng thấp, bạc màu + Đất tích vôi, đất mặn, đất sodic (là đất có chứa nhiều ion Na hoặc ở dạng naCl hoặc ở dạng Na+ trao đổi). + Đất hình thành do núi lửa + Đất than bùn + Đất phèn có chứa nhiều Al và Fe hoạt tính. * Biện pháp xử lý sự thiếu P + Sử dụng giống lúa có khả năng sử dụng hiểu quả lân: IR20, IR26, IR64, IR74. + Quản lý đất: đối với đất chuyên lúa (2 vụ lúa): giữ đất khô và làm đất với lớp nước nông (khoảng 10 cm) khoảng hai tuần sau khi thu hoạch. Làm đất sớm có tác dụng làm tăng cường sự oxi hoá và sự phân giải tàn dư hữu cơ của đất. Không làm như vậy đối với đất dốc trồng lúa vì làm đất sớm sau khi thu hoach trên đất dốc trồng lúa có thể làm giảm múc độ dễ tiêu của P đối với cây trồng. Trên các đất dốc và đất trũng, tưới nhờ mưa, độ phì nhiêu thấp và chua các tồn tại về độ phì (chua, độc Al, thiếu Mg, K, và các dinh dưỡng khác) phải được xử lý trước khi bón lân. + Bón phân lân: Hiệu quả của phân lân sử dụng phụ thuộc vào: Loại phân sử dụng, thời gian và phương pháp bón phân, khả năng cung cấp phân của đất, các đặc tính lý, hoá học đất có ảnh hưởng đến hiệu suất sử dụng lân, sự cung cấp các chất dinh dưỡng khác (ví dụ N, K), Sự quản lý nước, giống cây trông và hệ thống cây trồng. Đối với hệ thống lúa có tưới, để duy trì năng suất 5-7 tấn ha-1và bổ sung phần P bị lấy đi bởi hạt và rơm rạ lượng P cần phải bổ sung dao động từ 15 đến 30 kg P ha-1. Cần thiết phải điều chỉnh sự thiếu các chất dinh dưỡng khác (N, K, Zn), cố định các vấn đề của đất (độ sâu lớp rễ nông, các chất độc) và bảo đảm quản lý cây trồng thích hợp trước khi xảy ra phản ứng của cây đối với P. Một số đề nghị về bón P cho lúa như sau: - Nếu hầu hết rơm rạ được giữ lại trên cánh đồng và lượng P bón từ phân chuồng ít thì bón tối thiểu 2 kg P ha-1 trên một tấn hạt thu hoạch (có nghĩa là bón 10 kg ha-1 nếu năng suất đạt 5 tấn ha-1) để bù lại phần P do hạt lấy đi. - Nếu hầu hết rơm rạ bị lấy đi khỏi đồng ruộng và lượng P bón từ các nguồn khác nhỏ thì tối thiểu cần bón 3 kg P ha-1 trên một tấn hạt thu hoạch (có nghĩa là cần bón 15 kg P ha-1 nếu năng suất đạt 5 tấn ha-1). - Số lượng phân lớn được bón cho các đất có dự trữ P bị suy kiệt nghiêm trọng do P bị huy động trong một thời gian dài (đất lúa bạc màu). Lượng bón lớn để cải thiện khoảng từ 200 – 500 kg P ha-1 đươc sử dụng cho các đất chua mới được khai thác cho trồng lúa. - Đối với hệ thống lúa vùng cao trên các loại đất có khả năng hấp phụ P mạnh cần bón lót lượng lớn hoặc bón làm nhiều lần. Sự hấp phụ P bón vào sẽ giảm xuống khi số lượng P đã được hấp phụ tăng lên. Vì vậy phản ứng của cây trồng với P cũng tăng lên với lượng nhỏ bón liên tục. Ở các đất dốc chua vùng nhiệt đới ẩm (đất Ultisols, Oxisols), khi P phân tích theo phương pháp Mehlich-1 < 10 mg P kg-1 cần bón khoảng 20 kg P ha-1, khi Pphân tích theo Mehlich-1 > 10 mg P kg-1 chỉ cần bón khoảng 10-15 kg P ha-1. Đối với hệ thônggs lúa vùng cao, sự cố định P có thể bị giảm xuống khi bón phân P theo băng dưới hạt. Sự phát triển của rễ ở trong và gần băng phân sẽ tăng lên cùng với nồng độ P hoà tan tăng dần gần bề mặt rễ. - P bón cho lúa hoặc lúa mì có ảnh hưởng tồn dư đến cây trồng sau, nhưng bón trực tiếp cho mỗi loại cây trồng vẫn có hiệu quả cao hơn. - Apatit hoặc photphorit có thể được bón rải cho các đất chua trước khi ngập lụt, pH đất thấp làm tăng khả năng giải phóng P của phân bón cung cấp cho lúa. 3.3 Sự thiếu kali Kali (K) có chức năng quan trọng trong việc điều chỉnh áp suất thẩm thấu, hoạt hoá enzim, điều chỉnh pH của tế bào, cân bằng cation-anion, điều chỉnh sự thoát hơi nước của khí 17 khổng vận chuyển các sản phẩm quang hợp. K làm tăng cường độ bền của thành tế bào. Kali có tác dụng làm tăng diện tích lá và hàm lượng diệp lục của lá, làm chậm tuổi già của lá vì thế góp phần làm tăng quang hợp và sinh trưởng của cây trồng. Khác với N và P, K không có tác động rõ rệt đế sự đẻ nhánh nhưng làm tăng số gié lua strên một bông, tỷ lệ hạt chắc và khối lượng nghìn hạt. Thiếu K dẫn đến sự tích luỹ đường có khối lượng phân tử thấp không bền, axit amin, amin là những nguồn thức ăn thích hợp cho các mầm bệnh của lá. Kali có tác dụng làm tăng tính chống chịu của cây đối với các điều kiện khí hậu bất lợi, côn trùng và bệnh. * Ngưỡng giới hạn + Trong thời gian sinh trưởng sinh dưỡng đến khi trỗ, sự cung cấp kali thường đủ và phản ứng đối với kali bón cho lúa dường như không có khi nồng độ K trong lá trong khoảng giữa 1,8 và 2,6%. để tạo ra số lượng gié tối đa trên một bông lúa, hàm lượng K trong lá trưởng thành ở thời kỳ kéo dài lóng cần phải lớn hơn 2%. + Ngưỡng giới hạn của K trong rơm rạ ở khi thu hoạch trong khoảng giữa 1,0 và 1,5%, nhưng nếu năng suất lớn hơn 7 tấn/ha yêu cầu lớn hơn 1,2% K trong rơm khi thu hoạch và lớn hơn 1,2% K trong lá đòng khi trỗ. Cây lúa sinh trưởng tối thích khi tỷ lệ N:K trong rơm dao động từ 1:1 đến 1:1,4. Bảng 3.3 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của K trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích(%) Ngưỡng giới hạn thiếu (%) Đẻ nhánh đến bắt đầu ra hoa Lá Y 1,8-2,6 <1,5 Trỗ Lá đòng 1,4-2,0 <1,2 Chín Rơm 1,5-2,0 <1,2 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 + Hàm lượng K chiết được bằng CH3COONH4 (K dễ tiêu) ở các đất lúa vùng trũng thấp dao động từ 0,05 đến 2 mđ/100g đất. Nồng độ giới hạn là 0,2 mđ/100g đất. Tuy nhiên, phụ thuộc vào thành phần cơ giới đất, thành phần lhoáng vật đất và lượng K được đưa vào đất từ các nguồn tự nhiên, ngưỡng giới hạn của K chiết được bằng CH3COONH4 có thể dao động từ 0,1 đến 0,4 mđ/100g đất. Số lượng của K liên kết chạt hoặc K cố định tăng lên cùng với hàm lượng sét, vì vậy ngưỡng giới hạn cũng rộng hơn ở các đất có chứa nhiều khoáng vật sét loại hình 2:1. Ngưỡng giới hạn có thể áp dụng chung như sau: - Ktrao đổi <0,15 mđ/100g đất: Tình trạng kali nghèo, phản ứng với phân kali rõ - Ktrao đổi: 0,15-0,45 mđ/100g đất: Tình trạng kali trung bình, phản ứng với phân kali không rõ - Ktrao đổi >0,45 mđ/100g đất: Tình trạng kali giàu, phản ứng với phân kali chỉ xuất hiện khi năng suất lúa rất cao (>8 tấn/ha) + Đối với các đất lúa vùng trũng, thấp có khả năng cố định và giải phóng K không trao đổi cao, hàm lượng K chiết được bằng CH3COONH4 thường nhỏ (< 0,2 mđ/100g đất) và không có phân tích đất nào đáng tin cậy để đánh giá khả năng cung cấp K của đất. + Mức độ bão hoà K của đất (% Ktrao đổi so với CEC) là chỉ thị về khả năng cung cấp K tốt hơn so với số lượng K chiết được bằng CH3COONH4 vì nó được tính toán trong mối quan hệ giữa K với các cation trao đổi khác. Dựa vào mức độ bão hoà K có thể đánh giá tình trạng K của đất như sau: - Độ bão hoà K <1,5% Tình trạng kali nghèo, phản ứng với phân kali rõ - Độ bão hoà K: 1,5-2,5% Tình trạng kali trung bình, phản ứng với phân kali không rõ - Độ bão hoà K >2,5% Tình trạng kali giàu, không có phản ứng với phân kali * Các nguyên nhân gây thiếu K: Các nguyên nhân chủ yếu bao gồm: + Khả năng cung cấp K của đất thấp + Bón không đủ phân kali khoáng + Lấy hoàn toàn rơm ra khỏi đồng ruộng + Hiệu suất tái sử dụng phân kali thấp do khả năng cố định K cao hoặc mất do rửa trôi. 18 + Tồn tại một lượng lớn các hợp chất khử trong các đất tiêu kém (ví dụ: H2S, các axit hữu cơ, Fe2+) làm cho sinh trưởng của bộ rễ và sự hấp thụ K bị chậm lại. + Các tỷ số Na:K, Mg:K, Ca:K trong đất lớn. * Các trường hợp xuất hiện thiếu K + Đối với cây trồng: - Bón quá nhiều phân phân N hoặc phân N và P và bón ít phân K - Trong trường hợp lúa gieo thẳng, ở thời kì đầu của các giai đoạn sinh trưởng khi mật độ cây trồng lớn, hệ thống rễ phân bố nông. - Sự khác nhau của cây trồng về tính mẫn cảm đối với sự thiếu K và phản ứng với phân kali: Yêu cầu K của lúa lai cao hơn các giống lúa thường. Lúa lai yêu cầu tỷ lệ N:K trong cây hẹp hơn. Bón thêm kali cho lúa lai có tác dụng duy trì hệ thống rễ khoẻ mạnh, làm tăng sự hình thành các rễ trên bề mặt và làm hạt trở nên chắc hơn. + Đối với đất: - Đất nghèo kali: (-) Đất thành phần cơ giới thô có CEC thấp và trữ lượng K nghèo, ví dụ: Đất cát (-) Đất chua bị phong hoá mạnh có CEC thấp và trữ lượng K nghèo, ví dụ: Đất vùng cao chua (đất Ultisols hoặc Oxisols), đất vùng thấp trũng bạc màu. - Đất cây hấp thụ K kém: (-) Đất sét vùng trũng, thấp có khả năng cố định K cao do sự tồn tại một lượng lớn khoáng vật sét loại hình 2:1. (-) Đất có hàm lượng K cao nhưng tỷ lệ (Ca+Mg)/K rất lớn, ví dụ đất tích vôi hoặc đất phát sinh trên đá macma siêu bazơ. Tỷ lệ (Ca+Mg)/K lớn làm cho sự hấp phụ K trở nên mạnh hơn, do đó làm giảm nồng độ K trong dung dịch đất. (-) Các đất phèn cuz đã bị lọc rửa có hàm lượng cation bazơ thấp. Sự thiếu K có thể xảy ra ở cả trên các đất phèn có hàm lượng K cao. (-) Các đất tiêu kém và khử mạnh, trên các đất này sự hấp thụ K từ đất kém do sự có mặt của H2S, các axit hữu cơ và nồng độ cao của Fe2+. (-) Đất hữu cơ có trữ lượng K thấp * Biện pháp xử lý sự thiếu K + Tận dụng nguồn K trong nước tưới + Làm tăng khả năng hấp thụ K của cây bằng cách cải thiện đất để duy trì hệ thống rễ lúa khoẻ (ví dụ: Cày bừa đất sâu để cải thiện tính thấm tối thiểu đạt 3-5 mm/ngày và ngăn điều kiện khử quá mạnh trong đất) + Sử dụng hạt giống lúa có chất lượng cao, có bộ rễ khỏe, kháng sâu, bệnh. + Trả lại rơm rạ cho đồng ruộng Tôt nhất sử dụng các biện pháp ủ hoặc chế biến rơm rạ trên đồng ruộng làm phân hữu cơ bón tại chỗ. Hạn chế việc đót rơm rạ. + Bón phân cân đối: bón liều lượng phân N, P thích hợp và điều chỉnh sự thiếu các nguyên tố vi lượng. Bón phân K vô cơ, phân hữu cơ để bổ sung phần K bị cây trồng lấy đi khỏi đất sau khi thu hoạch. Khi bón phân K chú ý những điểm sau đây: - Điều chỉnh sự thiếu của các chất dinh dưỡng khác (N, P, Zn), điều chỉnh các vấn đề khác của đất (độ sâu rễ bị hạn chế, các chất độc vô cơ). Để duy trì năng suất 5-7 tấn/ha và bù phần K bị lấy đi cùng với hạt và rơm, lượng phân K bón có thể dao động từ 20 đến 100 kg K ha-1 tuỳ thuộc vào khả năng đệm K của đất, thành phần cơ giới, mức độ dễ tiêu của các chất dinh dưỡng khác, lượng K trong nước tưới, giống lúa… - Nếu hầu hết rơm được giữ lại cho đồng ruộng và lượng K do phân chuồng cung cấp rất nhỏ có thể bón 3 kg K ha-1 cho 1 tấn hạt thu hoạch (bón 15 kg K ha-1 nếu năng suất đạt 5 tấn/ha) để bù lượng K đã bị lấy đi. - Nếu rơm rạ không được trả lại cho đồng ruộng và lượng K từ các nguồn khác (phân chuồng, nước tưới, phù sa) nhỏ cần bón ít nhất 10 kg K ha-1 trên 1 tấn hạt thu hoạch (có nghĩa là 50 tấn K ha-1 nếu năng suất đạt 5 tấn/ha) để bù phần K bị lấy đi. Để tránh sự hao kiệt K của đất về lâu dài, nếu điều kiện tài chính cho phép có thể bón với liều lượng 15 kg K ha-1 cho 1 tấn hạt thu hoạch. 19 - Đối với lúa lai yêu cầu K nhiều hơn lúa thường có thể bón với liều lượng 50-100 kg K ha-1 cho hầu hết các loại đất. 3.4 Sự thiếu kẽm Kẽm (Zn) đóng vai trò quan trọng trong một vài quá trình sinh hoá học của cây lúa như: tổng hợp xytocrom và nucleotit, trao đổi chất kích thích sinh trưởng, hình thành diệp lục, hoạt hoá enzim và tính nguyên vẹn của màng. * Ngưỡng giới hạn + Đối với cây, khoảng dao động của sự thiếu kẽm ở toàn bộ ngọn (shoot) như sau: <10 mg kg-1: Thiếu Zn rõ ràng 10-15 mg kg-1: Rất có khả năng thiếu Zn 15-20 mg kg-1: Có khả năng thiếu Zn >20 mg kg-1: Đủ Zn Bảng 3.4 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn (mg kg-1) của Zn trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích Ngưỡng giới hạn thiếu Đẻ nhánh Lá Y 25-50 <10 Đẻ nhánh Ngọn (shoot) 25-50 <10 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 Các tỷ lệ P:Zn và Fe:Zn ở ngọn thời kì đẻ nhánh đến bắt đầu ra hoa là chỉ thị tốt cho sự thiếu Zn. Các tỷ lệ này không nên vượt quá các giới hạn sau: P:Zn = 20-60:1 trong ngọn sau khi trồng 6 tuần Fe:Zn = 5-7:1 trong ngọn sau khi trồng 7 tuần. Nồng độ kẽm của lá là chị thị về sự thiếu kẽm ít tin cậy hơn trừ khi hàm lượng Zn trong lá rất thấp (<15 mg kg-1) + Đối với đất, ngưỡng giới hạn xuất hiện sự thiếu Zn như sau: - 0,6 mg Zn kg-1 khi xác định Zn bằng phương pháp CH3COONH4 1N, pH 4,8 - 0,8 mg Zn kg-1 khi xác định Zn bằng phương pháp DTPA - 1,0 mg Zn kg-1 khi xác định Zn bằng phương pháp HCl 0,05N - 1,5 mg Zn kg-1 khi xác định Zn bằng phương pháp EDTA - 2,0 mg Zn kg-1 khi xác định Zn bằng phương pháp HCl 0,1N. - Các đất tích vôi (pH >7) có hàm lượng chất hữu cơ trung bình đến giàu (OC >1,5%) có khả năng thiếu Zn do hàm lượng HCO3- cao trong dung dịch đất. - Tỷ số MgTĐ:CaTĐ trong đất cũng là một chỉ thị đất thiếu Zn * Các nguyên nhân gây thiếu Zn: Sự thiếu Zn có thể được gây ra bởi một trong những nguyên nhân sau: + Hàm lượng Zn dễ tiêu trong đất thấp + Giống cây trồng nhạy cảm với sự thiếu Zn + pH cao (gần 7 hoặc kiềm trong điều kiện yếm khí). Độ hoà tan của Zn giảm xuống khoảng hai lần khi pH tăng một đơn vị. Zn có thể bị kết tủa dưới dạng Zn(OH)2 khi pH tăng lên ở đất chua sau khi ngập lụt. + Nồng độ HCO3- cao do điều kiện khử ở các đất tích vôi có hàm lượng chất hữu cơ cao hoặc do nồng độ HCO3- trong nước tưới cao. + Sự hấp thụ Zn của cây kém do tăng hàm lượng của Fe, Ca, Mg, Cu, Mn và P sau khi ngập lụt. + Sự hình thành các phôt phát Zn sau khi sử dụng một lượng lớn phân P hoặc do hàm lượng P trong nước tưới cao (ở những vùng nước bị ô nhiễm). + Sự hình thành phức chất giữa Zn và chất hũu cơ trong đất có pH cao và giàu chất hữu cơ do bón nhiều phân hữu cơ và tàn dự thực vật. + sự kết tủa Zn dưới dạng ZnS khi pH giảm ở các đất kiềm sau khi ngập lụt. + Bón vôi quá nhiều + Tỷ lệ Mg:Ca lớn (>1) và sự hấp phụ Zn bởi CaCO3 và MgCO3. * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu Zn 20 Thiếu Zn là sự rối loạ dinh dưỡng vi lượng phổ biến nhất đối với cây lúa. Sự xuất hiện thiếu kẽm tăng lên cùng với áp dụng các giống lúa mới, thâm canh cây trồng, sự lấy Zn đi tăng lên. Các đất đặc biệt thường hay xảy ra hiện tượng thiếu kẽm bao gồm các loại sau: + Các đất trung tính và đất tích vôi chứa một lượng lớn bicacbonat thường xuất hiện đồng thời với sự thiếu S. + Các đất thâm canh cây trồng cao, đã được bón nhiều phân N, P và K trong những năm trước. + Các đất lúa bị ngập lâu dài (ví dụ đất trồng ba vụ lúa trong một năm) và các đất đwocj tiêu nước rất kém có hàm lượng chất hưũ cơ từ trung bình đến giàu. + Các đất mặn và đất chứa nhiều natri. + Đất than bùn + Các đất có chứa nhiều P và Si dễ tiêu. + Đất cát. + Các đất có thành phần cơ giới nhẹ, chua bị phong hoá mạnh nghèo Zn dễ tiêu. Các đất phát triển trên đá secpentin (đá nghèo Zn) và đất laterit. + Các đất phèn cổ bị rửa trôi mạnh có nồng độ K, Mg và Ca thấp. * Biện pháp xử lý sự thiếu Zn + Sử dụng giống lúa có hiệu lực với Zn là những giống có khả năng chịu được hàm lưọng HCO- cao và hàm lượng Zn dễ tiêu thấp (ví dụ giống IR26 chịu được sự thiếu Zn, các giống IR8192-31, IR9764-45 đặc biệt thích nghi trong trường hợp căng thẳng về Zn). + Nhúng rễ mạ hoặc hạt trong huyền phù ZnO (20-40 g ZnO/l H2O). + Sử dụng phân chua sinh lý (ví dụ, thay đạm urê bằng đạm sunfat). Bón phân hữu cơ. Bón khoảng từ 5-10 kgZn/ha bằng các dạng Zn sunfat, Zn oxit hoặc Zn clorua để phòng ngừa, hoặc là kết hợp bón vào đất trước khi gieo hạt hoặc cấy hoặc được bón vào ruộng mạ vài ngày trước khi cấy. Hiệu quả của bón Zn có thể tồn tại đến năm năm phụ thuộc vào loại đất và cây trồng. Trên các đất kiềm thiếu Zn nghiêm trọng, hiệu quả tồn dư của ZnSO4 bón vào đất rất nhỏ, do đó Zn cần phải được bón cho mỗi vụ. Trên hầu hết các loại đất khác bón ZnSO4 có thể bón từ hai năm đến tám năm một lần, nhưng cần phải quan trắc tình trạng Zn trong đất để tránh sự tích luỹ đến ngưỡng gẫy gây độc. + Sự thiếu Zn được điều chỉnh hiệu quả nhất thông qua bón Zn. Bón trên mặt có hiệu quả cao hơn bón trộn lẫn với đất trên các đất có pH cao. Bởi vì tính hoà tan trong nứoc cao nên ZnSO4 thường hay được sử dụng nhất mặc dù ZnO rẻ hơn. Có thể sử dụng một trong hai cách sau: - Nếu triệu chứng thiếu Zn xuất hiện trên đồng ruộng, ngay lập tức bón 10-25 kg/ha ZnSO4.7H2O. Sự hấp thụ ZnSO4 hiệu quả hơn khi bón vãi trên mặt đất, đặc biệt khi lúa gieo thẳng. Để bón đồng đều hơn cần trộn ZnSO4.7H2O (25%) với cát (75%). - Bón 0,5-1,5 kgZn/ha bằng cách phun qua lá (ví dụ, dung dịch ZnSO40,5% với mức 200 lít/ha) để xử lý ngay sự thiếu Zn cho lúa đang sinh trưởng. Bắt đầu bón ở thời kì đr nhánh (25-30 ngày sau cấy), hai hoặc ba lần bón với khoảng cách giữa các lần bón từ 10-14 ngày. Zn chelat (Zn-EDTA) có thể được dùng cho bón qua lá nhưng giá thành đắt hơn. 3.5 Sự thiếu lưu huỳnh Lưu huỳnh (S) là một trong những thành phần của các axit amin quan trọng (xistein, methionin, xistin) liên quan đến sự tạo thành diệp lục, cần thiết cho quá trình tổng hợp protein, chức năng và cấu trúc của cây trồng. Nó cũng là một thành phần của các coenzim cần thiết trong quá trình tổng hợp protein. Nó có trong các hocmon thực vật thiamin và biotin là hai hocmon tham gia vào sự trao đổi hydratcacbon. S còn tham gia vào các phản ứng oxi hoá khử. Nó ít di động hơn N vì vậy sự thiếu S có xu hướng xuất hiện trước hết ở các lá non. Thiếu S có ảnh hưởng đến dinh dưỡng của con người do làm giảm hàm lượng xistein và methionin trong lúa. * Ngưỡng giới hạn + Đối với cây: 21 - Trong thời gian sinh trưởng sinh dưỡng trước khi ra hoa, nồng độ S của ngọn lớn hơn 0,15% chứng tỏ rằng phản ứng của cây với S bón không rõ. - Giữa thời kì đẻ nhánh và trỗ hàm lượng S trong ngọn nhỏ hơn 0,10% hoặc tỷ lệ N:S lớn hơn 15-20chứng tỏ thiếu S. Ở thời kì chín, hàm lượng S lớn hơn 0,06% hoặc tỷ lệ N:S lớn hơn 14 trong rơm hoặc lớn hơn 26 trong hạt chứng tỏ thiếu S Bảng 3.5 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của S trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích (%) Ngưỡng giới hạn thiếu (%) Đẻ nhánh Lá Y <0,16 Đẻ nhánh Ngọn 0,15-0,30 <0,11 Trỗ Lá đòng 0,10-0,15 <0,10 Trỗ Ngọn <0,07 Chín Rơm <0,06 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 + Đối với đất - Các phép phân tích đối với S trong đất không đáng tin cậy trừ khi chúng bao gồm cả S vô cơ lẫn một số thành phần S hữu cơ có thể bị khoáng hoá (este sunfat). - Ngưỡng giới hạn để xuất hiện thiếu S: - <5 mg S kg-1: 0,05M HCl - <6 mg S kg-1: 0,25M KCl, đốt nóng ở 40oC trong 3 giờ - <9 mg S kg-1: 0,01M Ca(H2PO4)2 * Các nguyên nhân gây thiếu S: Sự thiếu S có thể được gây ra bởi một trong những nguyên nhân sau: + Hàm lượng S dễ tiêu trong đất thấp + Sự hao kiệt S do thâm canh cây trồng + Sử dụng các loại phân không có S (ví dụ, urê thay thế cho amôn sunfat, trisuper phốt phát thay cho super phốt phát đơnkali clorua thay thế cho kali sunfat). + Ở nhiều vùng nông thôn số lượng S lắng đọng dưới dạng các kết tủa nhỏ do mức độ ô nhiễm do công nghiệp thấp. + Nồng độ S trong nước ngầm có thể dao động rất lớn, nước tưới chỉ chứa một lượng nhỏ SO42-. + S có trong các tàn dư hữu cơ bị mất đi do đốt. * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu: Các đất đặc biệt dễ thiếu S bao gồm: + Đất có chứa khoáng vật alophan + Đất nghèo chất hữu cơ + Đất bị phong hoá mạnh có chứa nhiều oxit sắt + Đất cát dễ bị rửa trôi các chất. * Biện pháp xử lý sự thiếu S + Sự thiếu S có thể điều chỉnh hoặc ngăn ngừa bằng cách bón phân có chứa S (amôn sunfat, super phốt phát đơn, kali sunfat, magie sunfat…) để bù đắp phần S bị cây lấy đi. + Sử dụng rơm rạ bón cho đồng ruộng thay vì lấy đi hoặc đốt. Khoảng 40-60% S trong rơm rạ bị mất đi khi đốt. + Cải thiện đất để tăng sự hấp thu S bằng cách: Duy trì tính thấm thích hợp (5 mm/ngày) để tránh tình trạng đất bị khử quá mạnh. hoặc tiến hành làm đất khô sau khi thu hoạch để tăng cường tốc độ oxi hoá sunfua trong giai đoạn tiếp theo. + Yêu cầu bón phân vô cơ và hữu cơ có chứa S phụ thuộc vào tình trạng S của đất và lượng S vào đất từ các nguồn khác như nước tưới, không khí. Nếu hiện tượng thiếu S xuất hiện trong thời kì đầu của quá trình sinh trưởng thì phản ứng với phân S diễn ra nhanh và khắc phục hiện tưọng thiếu S chỉ sau khoảng 5 ngày sau khi bón phân S. Có thể xử lý như sau: - Ở nơi hàm lượng S trong đất cao và nước cũng chứa một lượng lớn S (gần khu công nghiệp và thành phố) không cần bón thêm phân S. Tuy nhiên cần chú ý các biện pháp phòng ngừa. 22 - Đất thiếu S ở mức trung bình cần bón 10 kg S/ha. - Đất thiếu S nghiêm trọng cần bón khoảng 20-40 kg S/ha. - Bón 15-20 kg S/ha cho hiệu quả tồn dư cho hai vụ tiếp theo. 3.6 Sự thiếu silic Silic (Si) là nguyên tố dinh dưỡng cần thiết đối với lúa, nhưng chức năng sinh lý của nó còn chưa được hiểu rõ. Nó cần chó sự phát triển của các lá, thân và rễ khoẻ. Sự hình thành các lớp tế bào biểu bì chứa nhiều silic đã làm giảm sự nhiễm các bệnh do nấm và vi khuẩn và côn trùng. Cây lúa được cung cấp đầy đủ Si có lá mọc thẳng đứng góp phần sử dụng hiệu quả ánh sáng và hiệu suất sử dụng N cao hơn. Hiệu quả sử dụng nước của cây bị giảm xuống khi thiếu Si do sự thoát hơi nước tăng lên. Si làm tăng mức độ dễ tiêu của P trong đất, làm tăng khả năng oxi hoá của rễ và làm giảm bớt độ độc của Fe và Mn do giảm hấp thụ các nguyên tố này. * Ngưỡng giới hạn + Đối với cây: Bảng 3.6 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Si trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích (%) Ngưỡng giới hạn thiếu (%) Đẻ nhánh Lá Y <5 Chín Rơm 8-10 <5 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 + Đối với đất Ngưỡng giới hạn xuất hiện sự thiếu Si đối với đất là 40 mg Si kg-1 (Phương pháp NaCH3COO 1M, pH 4) * Các nguyên nhân gây thiếu Si: Sự thiếu Si có thể được gây ra bởi một trong những nguyên nhân sau: + Khả năng cung cấp Si của đát thấp do đất cổ và bị phong hoá mạnh + Đá mẹ hình thành đất nghèo Si + Không trả lại rơm rạ cho đồng ruộng trong một thời gian dài sản xuất thâm canh dẫn đến làm kiệt quệ Si dễ tiêu của đất. * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu: Các đất đặc biệt dễ thiếu Si bao gồm: + Đất lúa nước cổ bị bạc màu. + Đất hữu cơ có ít khoáng vật chứa Si (ví dụ đất than bùn). + Đất nhiệt đới bị phong hoá và rửa trôi mạnh. * Biện pháp xử lý sự thiếu Si + Tưới nước có chứa Si, đặc biệt nước ngầm ở vùng có núi lửa. Nếu hàm lượng trung bình của Si trong nước ngầm từ 3 đến 8 mg l-1 và lượng nước tưới trong một vụ khoảng 1000 mm, lượng Si do nước tưới cung cấp thường đạt từ 30 đến 80 kg ha-1 vu-1. + Sử dụng rơm rạ bón cho đồng ruộng. Rơm rạ chứa khoảng 5-6% Si và vỏ trấu chứa khoảng 10% Si. + Tránh bón quá thừa phân N vì nó tuy làm tăng năng suất lúa, lượng hút N và Si nhưng cũng làm giảm nồng độ Si trong rơm do sự sinh trưởng sinh khối quá mạnh. + Bón xỉ canxi silicat đều đặn cho các đất lúa nước bị bạc màu hoặc các đất than bùn với liều lượng 1-3 tấn ha-1. + Bón phân silicat hạt để khắc phục nhanh sự thiếu Si: - Canxi silicat: 120-200 kg ha-1. - Kali silicat: 40-60 kg ha-1. 3.7 Sự thiếu magiê Magiê (Mg) có tác dụng hoạt hoá một vài enzim. Nó là một thành phần của diệp lục và vì vậy liên nó liên quan đến sự đồng hoá CO2 và tổng hợp protein. Mg điều chỉnh pH và cân bằng cation-anion của tế bào. Mg rất linh động, nó có thể di chuyển dễ dàng từ các lá già đến các lá non. Vì vậy dấu hiệu thiếu Mg thường xuất hiện bắt đầu từ các lá già. 23 * Ngưỡng giới hạn + Đối với cây: Tỷ lệ Ca:Mg = 1-1,5:1 ở ngọn lúa giữa thời kì đẻ nhánh và bắt đầu ra hoa được xem là tối thích. Bảng 3.7 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Mg trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích (%) Ngưỡng giới hạn thiếu (%) Đẻ nhánh Lá Y 0,15-0,30 <0,12 Đẻ nhánh Ngọn 0,15-0,30 <0,13 Chín Rơm 0,20-0,30 <0,10 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 + Đối với đất - Hàm lượng Mg < 1 mđ/100 g đất: đất không đủ Mg cung cấp cho lúa. - Hàm lượng Mg > 3 mđ/100 g đất: đất đủ Mg cung cấp cho lúa. - Tỷ lệ Ca:Mg = 3-4:1 (ở dạng cation trao đổi) và không vượt quá 1:1 (ở trong dung dịch đất) đảm bảo cho sinh trưởng tối thích của lúa. * Các nguyên nhân gây thiếu Mg: Sự thiếu Mg có thể được gây ra bởi một trong những nguyên nhân sau: + Đất nghèo Mg dễ tiêu. + Sự hấp thụ Mg của đất giảm do tỷ lệ K:Mg (dạng trao đổi) cao (ví dụ: >1:1). * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu Mg: Sự thiếu Mg không xuất hiện thường xuyên trên đồng ruộng vì một lượng khá lớn Mg được cung cấp qua nước tưới. Tuy nhiên, sự thiếu Mg có thể xảy ra ở các vùng đất trũng và đất dốc có mưa nhiều. Ở những nơi này Mg của đất có thể bị nghèo kiệt đi do sự lấy đi liên tục theo sản phẩm cây trồng mà không có sự trả lại phế phụ phẩm của cây cho đất hoặc bón thêm phân vô cơ. Các loại đất thường xảy ra sự thiếu Mg bao gồm: + Đất chua có CEC thấp ở vùng trũng lẫn vùng đất dốc, đất bạc màu, đất chua có thành phần cơ giới thô và bị phong hoá mạnh. + Đất cát có tốc độ thấm và rửa trôi cao. + Đất phèn cổ bị rửa trôi có hàm lượng bazơ thấp. * Biện pháp xử lý sự thiếu Mg + Bón phân chứa Mg, phân chuồng hoặc các nguyên liệu khác có chứa Mg. + Làm giảm tính thấm để giảm sự mất Mg do rửa trôi ở các đất có thành phần cơ giới nhẹ bằng cách tăng độ chặt ở các tầng đất dưới. + Làm giảm sự mất Mg do xói mòn và dòng chảy mặt bằng các biện pháp bảo vệ đất thích hợp ở vùng đất dốc. 3.8 Sự thiếu canxi Canxi (Ca) là một thành phần của canxi pectat, thành phần quan trọng của vách tế bào và duy trì màng sinh học. Nó giúp sự ổn định màng tế bào như một chất hoạt hoá enzim, điều chỉnh sự thẩm thấu và cân bằng cation-anion. Ca ít di động trong cây lúa hơn Mg và K. Vì Ca không bị di chuyển đến các bộ phận non của cây lúa nên triệu chứng thiếu Ca thường xuất hiện trước hết ở các lá non. Sự thiếu Ca cũng gây ra sự suy yếu chức năng rễ và làm cho cây lúa có thể bị ngộ đôc Fe. Cung cấp đầy đủ Ca làm tăng tính kháng bệnh của lúa như bệnh bạc lá vi khuẩn (do Xanthomonas oryzae gây ra) hoặc bệnh đốm nâu (do Helminthosporium oryzae gây ra). * Ngưỡng giới hạn + Đối với cây: Tỷ lệ Ca:Mg = 1-1,5:1 ở ngọn lúa ở thời kì đẻ nhánh đến bắt đầu ra hoa được xem là tối thích. đỉnh lá màu trắng có thể xuất hiện khi tỷ lệ Ca:Mg < 1. Bảng 3.8 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Ca trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích (%) Ngưỡng giới hạn thiếu (%) Đẻ nhánh Lá Y, ngọn 0,2-0,6 <0,15 24 Chín Rơm 0,3-0,5 <0,15 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 + Đối với đất - Sự thiếu Ca có thể xảy ra khi lương ca2+ trao đổi nhỏ hơn 1 mđ/100 g đất, hoặc khi độ bão hoà Ca nhỏ hơn 8% giá trị CEC. Thích hợp nhất cho sinh trưởng của lúa khi độ bão hoà Ca > 20% giá trị CEC. - Tỷ lệ Ca:Mg > 3-4:1 (ở dạng cation trao đổi) và > 1:1 (ở trong dung dịch đất) đảm bảo cho sinh trưởng tối thích của lúa. * Các nguyên nhân gây thiếu Ca: Sự thiếu Ca có thể được gây ra bởi một trong những nguyên nhân sau: + Đất nghèo Ca dễ tiêu (đất bạc màu, đất chua, đất cát). + pH kiềm với tỷ lệ Na:Ca (dạng trao đổi) lớn làm cho sự hấp thụ Ca giảm xuống. Sử dụng nước tưới giàu NaHCO3. + Tỷ lệ Fe:Ca hoặc Mg:Ca lớn làm giảm sự hấp thụ Ca. Canh tác lúa có tưới lâu dài có thể làm tăng tỷ lệ Fe:Ca hoặc Mg:Ca. + Bón quá nhiều phân N hoặc K làm cho các tỷ lệ NH4:Ca hoặc K:Ca tăng cao và làm giảm sự hấp thụ Ca. + Bón dư thừa phân P có thể làm suy giảm hàm lượng Ca dễ tiêu (do sự hình thành các canxi phôt phat ở các đất có phản ứng kiềm). * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu Ca: Sự thiếu Ca rất hiếm gặp ở các đất thấp trồng lúa vì thường có đủ Ca trong đất, phân bón và nước tưới. Các loại đất thường xảy ra sự thiếu Ca bao gồm: + Đất chua, bị rửa trôi mạnh, có CEC thấp ở vùng trũng lẫn vùng đất dốc. + Đất phát sinh từ đá secpentin. + Đất cát thành phần cơ giới nhẹ có tốc độ thấm và rửa trôi cao. + Đất phèn cổ bị rửa trôi có hàm lượng bazơ thấp. * Biện pháp xử lý sự thiếu Ca + Bón phân phân chuồng hoặc rơm để cân bằng lượng Ca bị lấy đi trong các đất nghèo Ca. + Bón phân các loại phân supe phôt phat. + Bón CaCl2 (rắn hoặc dung dịch) hoặc phun lên lá để xử lý nhanh sự thiếu Ca. + Bón thạch cao cho các đất không chua bị thiếu Ca (ví dụ các đất mặn chứa nhiều Na và K). + Bón vôi cho cho các đất chua để tăng pH và Ca dễ tiêu. + Bón Mg hoặc K kết hợp với Ca bởi vì Ca có thể gây ra sự thiếu các nguyên tố dinh dưỡng này. 3.9 Sự thiếu sắt Sắt (Fe) cần thiết cho sự vận chuyển điện tử trong quang hợp và là thành phần của porphyrin sắt và feredoxin là những thành phần quan trọng của pha sáng trong quang hợp. Fe là một chất nhận điện tử quan trọng trong các phản ứng oxi hoá khử và chất hoạt hoá cho một vài enzim (ví dụ:catanaza, dehydrogenaza suxinic và aconitaza), nhưng hạn chế sự hấp thụ K. Ở các đất kiềm, sự cố định của Fe trong các rễ thực vật xuất hiện do sự kết tủa của Fe. Vì Fe không di chuyển trong cây lúa, nên triệu chứng thiếu Fe thường xuất hiện trước hết ở các lá non. * Ngưỡng giới hạn + Đối với cây: Bảng 3.9 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Fe (mg kg-1) trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích Ngưỡng giới hạn thiếu Đẻ nhánh Lá Y 75-150 <70 Chín Ngọn 60-100 <50 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 25 + Đối với đất - Sự thiếu Fe có thể xảy ra khi nồng độ của Fe hoặc < 2 mg Fe kg-1 (phương pháp NH4CH3COO, pH 4,8) hoặc < 4-5 mg Fe kg-1 (phương pháp DTPA-CACl2, pH 7,3). * Các nguyên nhân gây thiếu Fe: Sự thiếu Fe có thể được gây ra bởi một trong những nguyên nhân sau: + Nồng độ của Fe2+ hoà tan thấp ở các đất dốc. + Sự khử của đất trong điều kiện ngập nước yếu (ví dụ, tình trạng chất hữu cơ của đất thấp). + pH cao của các đất kiềm hoặc đất tích vôi sau khi bị ngập nước (có nghĩa là độ hoà tan và hấp thụ Fe bị giảm xuống vì nồng độ bicacbonat cao). + Tỷ lệ P:Fe cao trong đất (có nghĩa là Fe liên kết ở dạng phốt phát Fe có khả năng xảy ra do bón phân P quá nhiều.) + Nồng độ cao của Mn, Cu, Zn, Mo, Ni, và Al. + Khả năng tiết ra các axit hữu cơ để hoà tan Fe của cây trồng trên các đất dốc thấp. + pH vùng rễ tăng lên sau khi bón một lượng lớn phân đạm dạng NO3- (trường hợp này ít gặp, và chỉ liên quan đến cây trồng vùng đất dốc). * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu Fe: Các loại đất thường xảy ra sự thiếu Fe bao gồm: + Các đất dốc trung tính, kiềm và đất tích vôi. + Các đất trũng kiềm và tích vôi nghèo chất hữu cơ. + Các đất trũng được tưới bằng nước tưới có phản ứng kiềm. + Các đất có thành phần cơ giới thô phát triển trên đá granit. * Biện pháp xử lý sự thiếu Fe Xử lý thiếu Fe là việc xử lý dinh dưỡng vi lượng khó và đắt đỏ nhất. Việc bổ sung các nguồn Fe vô cơ vào đất thường có hiệu quả khắc phục thiếu Fe không cao, trừ khi bón vào đất một lượng lớn. Sự thiếu Fe có thể được xử lý bằng những cách sau: + Bón FeSO4 dạng rắn (khoảng 30 kg Fe ha-1) theo các hàng lúa hoặc bón vãi (cần số lượng lớn hơn). Phun qua lá FeSO4 hoặc chelat Fe (dung dịch 2-3%). Do độ di động của Fe trong cây thấp, cần phun hai hoặc ba lần cách nhau khoảng 2 tuần bắt đầu từ khi đẻ nhánh để giúp cây lúa sinh trưởng tốt. 3.10 Sự thiếu mangan Mangan (Mn) liên quan đến các phản ứng oxi hoá khử trong các hệ thống vận chuyển điện tử của quá trình quang hợp và hoạt hoá một số enzim như oxidaza, peroxidaza, dehydrogenaza, decacboxylaza, kinaza. Mn cần thiết cho các quá trình sau: Hình thành và ổn định hạt diệp lục (chloroplast), sinh tổng hợp protein, khử NO3-, và tham gia vào chu trình TCA (axit tricacboxylic). Mn2+ xúc tác cho sự hình thành axit phosphotidic trong quá trình tổng hợp phospholipit cho cấu trúc màng tế bào. Mn giúp làm giảm bớt độ độc của Fe. Nó cần thiết để duy trì việc cung cấp lượng O2 thấp trong cơ quan quang hợp. Mn tích luỹ ở rễ trước khi nó di chuyển đến các lá non trên mặt đất. Có sự di chuyển nhất định của Mn từ các lá già đến các lá non. * Ngưỡng giới hạn + Đối với cây: Bảng 3.10 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Mn (mg kg-1) trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích Ngưỡng giới hạn thiếu Đẻ nhánh Lá Y 40-700 <40 Chín Ngọn 50-150 <20 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 26 Tỷ lệ Fe:Mn >2,5:1 ở lá non trong thời kì đầu sinh trưởng (đẻ nhánh) chứng tỏ sự thiếu Mn. + Đối với đất Ngưỡng giới hạn của đất xuất hiện sự thiếu Mn như sau: - 1 mg Mn kg-1 (chiết rút bằng TPA + CaCl2, pH 7,3). - 12 mg Mn kg-1 (chiết rút bằng NH4CH3COO 1N + hydroquinon 0,2%, pH 7) - 15-20 mg Mn kg-1 (chiết rút bằng H3PO4 1N + NH4H2PO4 3N) Không cần thiết bổ sung thêm Mn ở những đất có lượng Mn >40 mg kg-1 (chiết rút bằng HCl 0,1M). Nồng độ tối thích của Mn trong dung dịch đất dao động trong khoảng từ 3 đến 30 mg L-1. * Các nguyên nhân gây thiếu Mn: Sự thiếu Mn có thể được gây ra bởi một hoặc nhiều nguyên nhân sau: + Nồng độ của Mn dễ tiểu trong đất thấp. + Fe đã gây ra sự thiếu Mn do nồng độ của Fe trong đất lớn. Sự hấp thụ Fe tăng lên làm giảm sự hấp thụ Mn của lúa do tỷ lệ Fe:Mn lớn. + Sự hấp thụ Mn giảm do nồng độ của các cation Ca2+, Mg2+, Zn2+ hoăc NH4+ trong dung dịch đất cao. + Bón dư vôi cho các đất chua làm tăng lượng Mn tạo phức với chất hữu cơ hoặc bị hấp phụ hoặc giữ bởi các hydroxit vaf oxit Fe và Al. + Sự hấp thụ Mn giảm xuống do sự tích luỹ sunfua hydro. * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu Mn: Sự thiếu Mn thường xuất hiện ở cây lúa vùng đất dốc, nhưng không thường xuyên ở cây lúa vùng có tưới hoặc vùng đất thấp do sự hoà tan của Mn tăng lên trong điều kiện đất bị ngập nước. Các đất đặc biệt dễ xảy ra sự thiếu Mn bao gồm các loại: + Các đất dốc chua. + Các đất kiềm và đất tích vôi nghèo chất hữu cơ và Mn dạng khử. + Đất lúa bị thoái hoá chứa nhiều Fe hoạt tính. + Đất cát bị rửa trôi nghèo Mn. + Đất phèn cổ bị rửa trôi nghèo bazơ trao đổi. + Đất hữu cơ kiềm và tích vôi. + Đất bị phong hoá mạnh nghèo Mn tổng số. * Biện pháp xử lý sự thiếu Mn Có thể xử lý thiếu Mn bằng cách phun Mn qua lá hoặc bón Mn theo băng bằng các phân chua sinh lý (Mn sunphát, Mn clorua, Mn cacbonat, Mn chelat….). Mn bón vãi bị oxi hoá nhanh vì vậy cần bón với lượng cao (>30 kg Mn ha-1). Tỷ lệ Mn và Fe cao có thể làm giảm năng suất lúa. Có thể xử lý sự thiếu Mn như sau: + Bón MnSO4 hoặc MnO hạt mịn (5-20 kg Mn ha-1) theo hàng lúa. + Phun MnSO4 lên lá trong trường hợp xử lý nhanh hiện tượng thiếu Mn (1-5 kg Mn ha-1 trong khoảng 200 lít nước). Phun nhiều lần, bắt đầu phun khi đẻ nhánh. + Dạng chelat có hiệu quả kém hơn vì Fe và Cu thay thế Mn. + Bón phân chuồng hoặc rơm rạ để bù phần Mn bị cây lấy đi và tăng cường sự khử Mn (IV) ở các đất nghèo Mn và chất hữu cơ. 3.11 Sự thiếu đồng Đồng (Cu) cần thiết cho quá trình tổng hợp lignin và là một thành phần của axit ascorbic, các enzim oxidaza, phenolaza và plastocianin. Nó là nhân tố điều hoà các phản ứng enzim (kích thích, ổn định và ức chế) và xúc tác cho các phản ứng oxi hoá. Nó đóng vai trò chìa khoá cho các quá trình sau: Sự trao đổi N, protein và hoóc môn; quang hợp và hô hấp; sự hình thành phấn hoa và thụ tinh. 27 Sự di động của Cu trong cây lúa phụ thuộc đặc biệt vào hàm lượng N trong lá. Sự di chuyển Cu xảy ra kém ở những cây lúa thiếu N. Các dấu hiệu thiếu Cu thường xuất hiện hơn ở các lá non. * Ngưỡng giới hạn + Đối với cây: Bảng 3.11 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Cu (mg kg-1) trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích Ngưỡng giới hạn thiếu Đẻ nhánh Lá Y 7-15 <5 Chín Rơm - <6 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 + Đối với đất Ngưỡng giới hạn của đất xuất hiện sự thiếu Mn: - 0,1 mg Cu kg-1 (chiết rút bằng HCl 0,05N). - 0,2-0,3 mg Cu kg-1 (chiết rút bằng DTPA, pH 7,3) * Các nguyên nhân gây thiếu Cu: + Nồng độ của Cu dễ tiêu trong đất thấp. + Sự hấp phụ mạnh Cu của các axit humic và fulvic (đất than bùn). + Đá mẹ, mẫu chất nghèo Cu. + Tỷ lệ NPK cao làm cho cây trồng sinh trưởng nhanh và làm kiệt quệ Cu trong dung dịch đất. + Bón vôi dư cho các đất chua làm cho số lượng Cu tạo phức với các chất hữu cơ hoặc bị hấp phụ bới các hydroxit và oxit tăng lên. + Zn dư thừa trong đất hạn chế sự hấp thụ Cu. * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu Cu: Sự thiếu Cu xuất hiện ở những đất sau: + Các đất giàu chất hữu cơ (đất Histosols, đất tro núi lửa giàu mùn). + Đất kết von, đá ong bị phong hoá mạnh. + Các đất phát triển trên trầm tích biển. + Các đất có thành phần cơ giới cát. + Các đất tích vôi. * Biện pháp xử lý sự thiếu Cu + Bón CuSO4 (khoảng 1-5 kg ha-1) để xử lý nhanh sự thiếu Cu (dạng rắn hoặc lỏng). Để bón vào đất dạng nguyên liệu CuSO4 mịn có thể hoặc bón vãi (bón theo hàng) trên mặt đất hoặc kết hợp khi bón lót. + Có thể bón lá Cu trong khoảng thời gian từ đẻ nhánh đến bắt đầu phân hoá hoa, nhưng có thể gây cháy ở các mô đang sinh trưởng. Phun lên lá dung dịch đồng sunphát hoặc chelat đồng chỉ khi xử lý khẩn cấp sự thiếu Cu. + Tránh bón quá nhiều Cu bởi vì khoảng cách giữa thiếu và mức độ độc Cu khá hẹp. 3.12 Sự thiếu Bo Bo (B) có vai trò quan trọng trong sinh tổng hợp và cấu trúc vách tế bào và tinhs nguyên vẹn của màng plasma. Nó cần thiết cho sự trao đổi hydratcacbon, vận chuyển đường, lignin hoá, tổng hợp nucleotit, hô hấp và khả năng tồn tại của phấn hoa. Nó tương đối cố định trong cây lúa. Vì B không được di chuyển đến các bộ phận non của cây nên dấu hiệu thiếu B thường xuất hiện trước hết ở các lá non. * Ngưỡng giới hạn + Đối với cây: Bảng 3.11 Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của B (mg kg-1) trong cây lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phận cây Tối thích Ngưỡng giới hạn thiếu Đẻ nhánh Lá Y 6-15 <5 Chín Rơm - <3 Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000 + Đối với đất 28 Ngưỡng giới hạn của đất xuất hiện sự thiếu B là 0,5 mg B kg-1 khi chiết B bằng nước nóng (khoảng dao động của ngưỡng giới hạn: 0,1-0,7 mg B kg-1). * Các nguyên nhân gây thiếu B: + Nồng độ của B dễ tiêu trong đất thấp. + Sự hấp phụ B của chất hữu cơ, khoáng vật sét và secquioxit + Sự giảm di động của B do khô hạn. + Bón vôi quá nhiều. * Các trường hợp đất xuất hiện thiếu B: Sự thiếu B ít xuất hiện ở lúa, nhưng có thể xuất hiện ở những đất sau: + Các đất đỏ chua, bị phong hoá mạnh và các đất cát (ở Trung Quốc). + Các đất chua phát triển trên các đá có nguồn gốc núi lửa. Các đất đựơc hình thành từ trầm tích biển chứa nhiều B hơn các đất hình thành trên đá có nguồn gốc núi lửa. + Các đất có hàm lượng chất hữu cơ cao (ở Nhật) * Biện pháp xử lý sự thiếu Cu + Bón B ở dạng hoà tan (borăc) để xử lý nhanh sự thiếu B (0,5-3 kg B ha-1), bón vãi và bón kết hợp trước khi cấy, bón thúc hoặc phun lá vào thời kì sinh trưởng sinh dưỡng của lúa. + Không nên trộn lẫn borăc hoặc phân borat với phân amôn bởi vì việc trộn lẫn này sẽ làm bay hơi NH3.