Xác đnnh lượng đạm bón thúc đòng cho lúa vụ xuân tại Thái Nguyên dựa trên cơ sở đánh giá tình trạng dinh dưỡng đạm của cây thông qua thang màu sắc lá

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 2(46) Tập 1/N¨m 2008 131 XÁC ĐNNH LƯỢNG ĐẠM BÓN THÚC ĐÒNG CHO LÚA VỤ XUÂN TẠI THÁI NGUYÊN DỰA TRÊN CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG DINH DƯỠNG ĐẠM CỦA CÂY THÔNG QUA THANG MÀU SẮC LÁ Nguyễn Thị Lân - Nguyễn Thế Hùng - Lê Sỹ Lợi (Trường ĐH Nông lâm - ĐH Thái Nguyên) Lê Tất Khương (Viện Nghiên cứu ứng dụng-Bộ KHCN) 1. Đặt vấn đề Hiệu lực của đạm với sinh trưởng và năng suất lúa đã được khẳng định qua nhiều nghiên cứu ở các vùng sinh thái [1, 3, 5], tuy nhiên hệ số sử dụng đạm ở ruộng lúa châu Á rất thấp khoảng từ 20 – 40% [6, 7]. Hàm lượng đạm trong lá liên quan chặt với khả năng quang hợp và khối lượng chất khô vì vậy xác định lượng đạm bón cho lúa dựa vào tình trạng dinh dưỡng đạm trong thân lá làm tăng hiệu quả sử dụng đạm [2]. Sử dụng thang màu sắc lá để đánh giá tình trạng dinh dưỡng đạm và xác định lượng đạm cần bón cho lúa đã được tiến hành ở Nhật, Viện nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI... [4]. Tuy nhiên việc sử dụng thang màu sắc lá để đánh giá tình trạng dinh dưỡng đạm của lúa chưa từng được tiến hành tại Thái Nguyên. Dựa trên cơ sở đó chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài này với mục đích: Xác định lượng đạm tối thích bón cho lúa vụ Xuân ở Thái Nguyên vào thời kỳ làm đòng thông qua thang màu sắc lá nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đạm của lúa. 2. Vật liệu và phương pháp thí nghiệm 2.1. Bố thí thí nghiệm Bảng 1. Công thức thí nghiệm Công thức Lượng ñạm bón vào các thời kỳ.......(kgN/ha) Bón lót Thúc ñẻ Thúc ñòng 1 0 0 0 2 40 0 0 3 40 0 30 4 40 0 60 5 40 30 0 6 40 30 30 7 40 30 60 Thí nghiệm ảnh hưởng của liều lượng đạm đến năng suất giống lúa Khang dân 18 qua 2 vụ Xuân năm 2005-2006 tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên với 7 công thức, nhắc lại 3 lần, nền 10 tấn phân chuồng + 80 kg P2O5 + 100 kg K2O. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Hàm lượng đạm được xác định bằng phương pháp Kjeldahl. Đo màu sắc của lá thứ 2 tính từ trên xuống vào thời kỳ NLĐ -10 (trước làm đòng 10 ngày), NLĐ (thời kỳ làm đòng), NLĐ +10 (sau làm đòng 10 ngày), trỗ bông; yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa được xác định theo hướng dẫn của IRRI. T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 2(46) Tập 1/N¨m 2008 132 3. Kết quả nghiên cứu 3.1. Diễn biến màu sắc lá qua các thời kỳ Hình 1. Diễn biến màu sắc lá lúa qua các thời kỳ sinh trưởng Hình 1 cho thấy: trước thời kỳ làm đòng 10 ngày đến làm đòng lá vàng rất nhanh, không có sự khác nhau đáng kể giữa các công thức. Sau thời kỳ làm đòng 10 ngày đến trỗ, màu xanh của lá tăng theo lượng đạm bón vào thời kỳ làm đòng. Xu hướng biến đổi màu sắc lá qua 2 năm tương tự như nhau. 3.2. Tương quan giữa màu sắc lá với hàm lượng đạm trong thân lá, yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa * Tương quan giữa màu sắc lá với hàm lượng đạm trong thân lá Bảng 2. Hệ số tương quan (r) giữa màu sắc lá với hàm lượng đạm trong thân lá Chỉ tiêu Kết quả phân tích thống kê Hệ số tương quan (r) TB Min Max CV(%) LCC1 LCC2 LCC3 LCC1 4,6 3,9 5,0 7,4 1 LCC2 3,4 2,8 4,1 8,9 0,62*** 1 LCC3 3,8 2,3 4,9 16,9 0,14ns 0,09ns 1 N1 16,9 13,1 21,2 11,5 0,70*** 0,55*** 0,22ns N2 15,5 12,3 18,9 12,8 0,67*** 0,66*** 0,02ns N3 15,4 8,9 21,5 25,2 0,29ns 0,06ns 0,88*** {LCC1,2,3; N1,2,3: màu sắc lá và hàm lượng đạm trong thân lá (mg N/g chất khô) ở thời kỳ trước làm đòng 10 ngày, làm đòng và sau làm đòng 10 ngày; ns: Không tương quan;*, **, ***: tương quan có ý nghĩa ở mức 95% 99% và 99,9%} Số liệu bảng 2 cho thấy, màu xanh của lá tương quan thuận, khá chặt với hàm lượng đạm trong thân lá. Hệ số tương quan giữa màu sắc lá với hàm lượng đạm ở thời kỳ trước khi lúa làm đòng 10 ngày là 0,7; thời kỳ làm đòng là 0,66; thời kỳ sau khi làm đòng là 0,88. Như vậy có thể dùng thang đo màu sắc lá để đánh giá tình trạng dinh dưỡng đạm của lúa với độ chính xác khá cao. * Tương quan giữa màu sắc lá với yếu tố cấu thành năng suất và năng suất T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 2(46) Tập 1/N¨m 2008 133 Bảng 3. Hệ số tương quan (r) giữa màu sắc lá với yếu tố cấu thành năng suất lúa và hàm lượng protein trong gạo Chỉ tiêu ĐVT Kết quả phân tích thống kê Hệ số tương quan (r) TB Min Max CV(%) LCC1 LCC2 LCC3 Số bông/m2 bông 184,4 120,0 240,0 16,2 0,35* 0,37* 0,67*** Số hạt chắc/bông hạt 137,9 81,8 188,8 16,2 0,29ns 0,43** 0,48** P1000 hạt g 19,2 17,9 20,5 3,1 -0,13ns -0,04ns -0,17ns Năng suất tạ/ha 48,1 30,5 61,3 15,3 0,53*** 0,49** 0,66*** Lượng N cây hút kg/ha 83,4 44,5 117,3 25,4 0,38* 0,27ns 0,74*** HL protein % 7,1 5,4 8,9 13,5 0,30ns 0,03ns 0,79*** (ns: Không tương quan; *, **, ***: tương quan có ý nghĩa ở mức 95% 99% và 99,9%) Số liệu bảng 3 cho thấy: Màu xanh của lá ở cả 4 thời kì đều tương quan thuận với năng suất lúa, hệ số tương quan từ 0,49 đến 0,66. Hệ số tương quan giữa màu sắc lá ở thời kỳ làm đòng và năng suất không cao có thể do sự tương quan này không theo đường thẳng. Số bông/m2, số hạt chắc/bông tương quan với màu xanh của lá từ thời kỳ làm đòng đến trỗ, hệ số tương quan từ 0,35 đến 0,67%. Hàm lượng protein trong gạo tương quan thuận với màu xanh của lá ở thời kỳ sau làm đòng 10 ngày, hệ số tương quan là 0,79. Như vậy có thể dùng màu sắc lá để dự đoán trước yếu tố cấu thành năng suất, năng suất lúa và hàm lượng protein trong gạo. 3.3. Sử dụng LCC để xác định lượng đạm bón cho lúa vào thời kỳ làm đòng Từ kết quả nghiên cứu trên, với mục tiêu là sử dụng LCC để xác định lượng đạm bón cho lúa ở thời kỳ làm đòng theo năng suất định trước chúng tôi tiến hành phân tích tương quan đa biến, kết quả cho thấy sử dụng màu sắc của lá thứ 2 ở thời kỳ làm đòng có thể tính được lượng đạm bón cho lúa ở thời kỳ này theo yếu tố cấu thành năng suất, năng suất hoặc hàm lượng protein định trước với độ chính xác khá cao. Phương trình tương quan như sau: Bảng 4. Phương trình tương quan giữa số bông/m2, năng suất lúa, hàm lượng protein trong gạo với lượng đạm bón thúc đòng và màu sắc của lá thứ 2 (LCC2) Phương trình tương quan Hệ số R2 (1) Số bông/m2 = -0,00722*NLĐ2 + 1,12067*NLĐ – 7,81286*LCC22 + 71,31062*LCC2 +21,85631 0,56 (2) Năng suất (tạ/ha) = -0,00311*NLĐ2 + 0,36456*NLĐ – 3,87676*LCC22 + 31,1496*LCC2 - 15,1113 0,82 (3) Hàm lượng protein trong gạo (%) = -0,00023*NLĐ2 + 0,04861*NLĐ – 0,04274*LCC22 + 0,51652*LCC2 + 4,95303 0,87 Thông qua đạo hàm của phương trình (2) ta tính được, giống Khang dân 18 muốn đạt năng suất tối đa thì màu sắc của lá ở thời kỳ làm đòng phải xanh tương đương với thang màu 4. Tương tự để số bông, hàm lượng protein đạt tối đa thì màu sắc lá phải tương đương với thang màu 4,6 và màu 6. Phương trình tương quan (2) cho thấy, giống lúa Khang dân 18, cấy vụ Xuân ở Thái Nguyên muốn đạt năng suất 55 tạ/ha thì màu sắc lá ở thời kỳ làm đòng tối thiểu phải xanh tương đương với thang màu 3,2 lượng đạm cần bón là 45,3 kg N/ha. Nếu màu sắc lá xanh tương đương với thang màu 3,5 cần bón 32,6 kg N/ha và màu 4 thì chỉ cần bón 26,8 kg N/ha, trên màu 4 không cần bón đạm thúc đòng. T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 2(46) Tập 1/N¨m 2008 134 4. Kết luận và đề nghị 4.1. Kết luận - Màu sắc ở lá thứ hai thời kì làm đòng có tương quan thuận, chặt với hàm lượng N trong thân lá và với năng suất lúa, do vậy có thể xác định hàm lượng đạm trong thân lá, dự đoán năng suất, tính lượng đạm cần bón cho lúa thông qua thang đo màu sắc lá ở thời kỳ làm đòng. - Lượng đạm tối thích bón cho lúa giống lúa Khang dân 18 cấy vụ Xuân tại Thái Nguyên vào thời kỳ làm đòng (trên nền 10 tấn phân chuồng + 80 P2O5 và 100 K2O) được tính theo phương trình: Năng suất (tạ/ha) = -0,00311*NLĐ2 + 0,36456*NLĐ – 3,87676*LCC22 + 31,1496*LCC2 - 15,1113 4.2. Đề nghị Thử nghiệm kết quả nghiên cứu trên diện rộng trước khi đưa vào quy trình bón phân cho lúa vụ Xuân ở Thái Nguyên  Summary The study was a part of the experiment to determine effects of N application on spring rice growth and grain yield in Thai Nguyen province. The results showed that use of leaf colour chart estimates quite precisely short N concentration, grain yield and N prescription for rice. The use of leaf colour chart value measured the second fully expanded leaf might prescribe N rate to obtained target rice grain yield precisely. The equation to estimate grain yield explained 91% of variation of grain yield. Tài liệu tham khảo [1]. Dobermann, A., C. Witt, D. Dawe, S. Abdulrachman, H. C. Gines, R. Nagarajan, S. Satawathananont, T. T. Son, P. S. Tan, G. H. Wang, N. V. Chien, V. T. K. Thoa, C. V. Phung, P. Stalin, P. Muthukrishnan, V. Ravi, M. Babu, S. Chatuporn, J. Sookthongsa, Q. Sun, R. Fu, G. C. Simbahan and M. A. A. Adviento (2002). Site-specific nutrient management for intensive rice cropping systems in Asia. Field Crops Res. 74:37–66 [2]. Dobermann, et al, (2003). Soil fertility and indigenous nutrient supply in irrigated rice domains of Asia. Agron. J. 95, pp. 913–923 [3]. Nguyen, T.A. (2005), Spatial yield variability and site-specific nitrogen prescription for the improveed yield and grain quality of rice. PhD thesis, Seoul National University, Korea [4]. Murshedul Alam M., J. K. Ladha, S. Rahman Khan, Foyjunnessa, Harun-ur-Rashid, A. H. Khan and R. J. Buresh (2005), "Leaf Color Chart for Managing Nitrogen Fertilizer in Lowland Rice in Bangladesh American Society of Agronomy", Published in Agron J 97, pp. 949-959 [5]. Peng S., R. Buresh, J. Huang, J. Yang, Y. Zou, X. Zhong, G. Wang, and F. Zhang (2005), Strategies for overcoming low agronomic nitrogen use efficiency in irrigated rice systems in China. Field Crops Res. (In press) [6]. Sinclaire, T. R and T. Horie. 1989. Leaf nitrogen, photosynthesis and crop radiation use efficiency, Crop Sci. 29: 90 - 98 [7]. Shukla, A.K., J.K. Ladha, V.K. Singh, B.S. Dwivedi, V. Balasubramanian, R.J. Gupta, S.K. Sharma, Y. Singh, H. Pathak, P.S. Pandey, A.T. Padre, and R.L. Yadav. (2004), Calibrating the leaf color chart for nitrogen management in different genotypes of rice and wheat in a systems perspective. Agron. J. 96, pp. 1606–1621