Tài liệu Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu suất sử dụng phân đạm dạng viên nén cho ngô trên đất phù sa sông mã tại thanh hoá

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN ĐỨC THIỆN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT SỬ DỤNG PHÂN ĐẠM VIÊN NÉN CHO NGÔ TẠI THANH HÓA LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN ĐỨC THIỆN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT SỬ DỤNG PHÂN ĐẠM VIÊN NÉN CHO NGÔ TẠI THANH HÓA Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 62.62.01.10 Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Tất Cảnh 2. PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa được sử dụng để bảo vệ bất kỳ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng Tác giả luận án Trần Đức Thiện i năm 2016 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Tất Cảnh, PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô đang công tác tại Ban Quản lý đào tạo, Khoa Nông học, Bộ môn Cây lương thực, Bộ môn Canh tác học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận án. Luận án này được hoàn thành còn có sự giúp đỡ tận tình của nhiều bạn bè, cùng với sự động viên khuyến khích của gia đình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận án Trần Đức Thiện ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan ..................................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii Mục lục ............................................................................................................................ iii Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... vi Danh mục bảng ............................................................................................................... vii Danh mục hình ................................................................................................................. ix Trích yếu luận án .............................................................................................................. x Thesis abstract................................................................................................................. xii Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................ 1 1.2. Mục đích của đề tài ............................................................................................... 2 1.3. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................... 3 1.4. Những đóng góp mới của đề tài ............................................................................ 3 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................. 3 1.5.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................. 3 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................... 4 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 5 2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam ............................................. 5 2.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới ..................................................................... 5 2.1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam và tại địa bàn nghiên cứu ............................. 7 2.2. Một số nghiên cứu về bón đạm cho ngô trên thế giới và Việt Nam ................... 12 2.2.1. Vai trò của dinh dưỡng đạm đối với cây ngô ...................................................... 12 2.2.2. Một số nghiên cứu về bón đạm cho cây ngô trên thế giới và Việt Nam ............. 13 2.3. Một số biện pháp nâng cao hiệu suất sử dụng đạm hiện nay .............................. 17 2.3.1. Bón đạm đúng liều lượng kết hợp với kiểm soát lượng đạm bón cùng với quản lý nước ........................................................................................................ 17 2.3.2. Bón phân sâu và chia lượng phân thành nhiều lần bón....................................... 18 2.3.3. Bón cân đối phân đạm, lân, kali cùng với các nguyên tố trung, vi lượng ........... 20 2.3.4. Biện pháp che phủ đất ......................................................................................... 21 iii 2.3.5. Quản lý dinh dưỡng theo vùng chuyên biệt (Site - Specific Nutrient Management - SSNM) ........................................................................................ 23 2.3.6. Sử dụng các chất kìm hãm quá trình phân giải urea ........................................... 24 2.3.7. Nghiên cứu, sử dụng phân giải phóng chậm, giải phóng chất dinh dưỡng có sự điều tiết (SRF/CRF) ................................................................................... 26 2.4. Một số nhận xét rút ra từ tổng quan nghiên cứu ................................................. 29 Phần 3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 32 3.1. Vật liệu và đối tượng nghiên cứu ........................................................................ 32 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................................................................... 32 3.2.1. Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................... 32 3.2.2. Thời gian nghiên cứu .......................................................................................... 33 3.3. Nội dung nghiấn cứu ........................................................................................... 33 3.3.1. Đánh giá hiện trạng sản xuất ngô ở vùng nghiên cứu ......................................... 33 3.3.2. Nghiên cứu sử dụng phân đạm dạng viên nén nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm của ngô ............................................................................................... 33 3.3.3. Xây dựng mô hình thử nghiệm và đánh giá hiệu quả kinh tế ............................. 33 3.4. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................... 34 3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu .............................................................................. 34 3.4.2. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng .................................................................. 34 3.4.3. Phương pháp xây dựng mô hình bón phân đạm dạng viên nén cho ngô kết hợp với biện pháp che phủ cho cây ngô .............................................................. 40 3.4.4. Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ....................................................................... 40 3.4.5. Phương pháp phân tích và tính toán số liệu ........................................................ 43 Phần 4. Kết quả và thảo luận ....................................................................................... 50 4.1. Hiện trạng sản xuất ngô ở huyện Vĩnh Lộc, tỉnh Thanh Hóa ............................. 50 4.1.1. Điều kiện khí hậu, thời tiết, đất đai ảnh hưởng đến nghiên cứu ......................... 50 4.1.2. Tình hình sản xuất ngô ở vùng nghiên cứu ......................................................... 54 4.2. Nghiên cứu sử dụng phân đạm dạng viên nén nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm cho ngô ............................................................................................... 59 4.2.1. Xác định khả năng cung cấp dinh dưỡng của đất cho cây ngô ........................... 59 4.2.2. Đánh giá hiệu suất sử dụng đạm của giống ngô với các mức đạm khác nhau ........ 63 4.2.3. Xác định liều lượng đạm viên nén phù hợp cho cây ngô .................................... 72 4.2.4. Nghiên cứu sự di động của đạm dạng viên nén khi được bón vào đất ............... 79 4.2.5. Xác định cách bón đạm dạng viên nén thích hợp cho giống C919 ..................... 84 iv 4.2.6. Xác định khoảng cách, độ sâu bón phân đạm viên nén cho ngô ......................... 90 4.2.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu che phủ khi sử dụng phân đạm dạng viên nén đến sinh trưởng, phát triển và năng suất giống ngô C919 .................... 98 4.3. Xây dựng mô hình kỹ thuật sử dụng phân đạm dạng viên nén kết hợp biện pháp che phủ cho ngô........................................................................................ 102 Phần 5. Kết luận và đề nghị ....................................................................................... 104 5.1. Kết luận ............................................................................................................. 104 5.2. Đề nghị .............................................................................................................. 105 Tài liệu tham khảo ...................................................................................................... 107 Phụ lục ......................................................................................................................... 121 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt CIMMYT International Maize and Wheat Improvement Center Trung tâm Cải lương giống ngô và lúa mì quốc tế CHDCND Cộng hòa dân chủ nhân dân CKTL Chất khô tích lũy CT Công thức CTTN Công thức thí nghiệm CCC Chiều cao cây CĐB Chiều cao đóng bắp CEC Cation Exchange Capacity - Dung tích hấp thu CS Cộng sự CV Coefficient of Variation – Hệ số biến động DD Dinh dưỡng IKS Indigenous Potassium Supply - Khả năng cung cấp kali của đất INS Indigenous Nitrogen Supply - Khả năng cung cấp N của đất IPS Indigenous Phophorus Supply - Khả năng cung cấp lân của đất KUE Potassium Use Efficiency - Hiệu suất sử dụng kali LSD Least Signification Difference – Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa NUE Nitrogen Use Efficiency - Hiệu suất sử dụng đạm OM Chất hữu cơ tổng số PUE Phophorus Use Efficiency - Hiệu suất sử dụng lân SL Số lá VĐ Vụ đông VX Vụ xuân vi DANH MỤC BẢNG TT Tên bảng Trang Bảng 2.1. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới ....................................... 5 giai đoạn 2005 - 2014 .................................................................................... 5 Bảng 2.2. Tình hình sản xuất ngô tại một số quốc gia phát triển năm 2014 .................. 6 Bảng 2.3. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2005 - 2014 ........................... 8 Bảng 2.4. Tình hình sản xuất ngô ở Thanh Hoá giai đoạn 2005 - 2015....................... 11 Bảng 4.1a. Một số chỉ tiêu khí hậu tại huyện Vĩnh Lộc tỉnh Thanh Hóa ...................... 51 Bảng 4.1b. Một số chỉ tiêu khí hậu tại huyện Vĩnh Lộc tỉnh Thanh Hóa ...................... 52 Bảng 4.2. Một số tính chất lý, hóa học của đất vùng nghiên cứu ................................ 53 Bảng 4.3. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của huyện Vĩnh Lộc........................ 54 Bảng 4.4. Tình hình sử dụng phân bón cho ngô tại vùng nghiên cứu .......................... 55 Bảng 4.5. Lượng N trong thân lá, hạt và hiệu số giữa lượng N bón và lượng N cây hút .......................................................................................................... 56 Bảng 4.6. Hiệu suất sử dụng phân bón của giống ngô C919........................................ 60 Bảng 4.7. Nhu cầu dinh dưỡng cây hút để tạo 1 tấn ngô hạt ........................................ 61 Bảng 4.8. Ảnh hưởng của liều lượng đạm bón đến chiều cao cây cuối cùng và số Bảng 4.9. Bảng 4.10. Bảng 4.11. Bảng 4.12. Bảng 4.13. Bảng 4.14. lá của giống ngô C919 ................................................................................. 63 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến chỉ số diện tích lá và khả năng tích lũy chất khô của giống ngô C919 ................................................................ 64 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến các yếu tố cấu thànhnăng suất và năng suất giống ngô C919............................................................................ 66 Hiệu suất sử dụng đạm của giống ngô C919 ............................................... 68 Hệ số sử dụng đạm (NRE) và nhu cầu N cho 1 tấn ngô hạt ........................ 70 Ảnh hưởng của lượng đạm bón đến hiệu quả .............................................. 71 kinh tế của sản xuất ngô ............................................................................... 71 Thời gian sinh trưởng của giống ngô C919 ................................................. 72 Bảng 4.15. Chỉ số diện tích lá và chất khô tích lũy của giống ngô C919....................... 74 Bảng 4.16. Năng suất thực thu và hiệu suất sử dụng đạm (NUE) của giống ngô C919 ............................................................................................................. 75 Bảng 4.17. Hệ số sử dụng đạm (NRE) và nhu cầu đạm cho 1 tấn ngô hạt ..................... 77 Bảng 4.18. Hàm lượng đạm có trong hạt và thân lá của giống ngô C919 ở các mức bón phân đạm ....................................................................................... 78 Bảng 4.19. Hiệu quả kinh tế khi trồng giống ngô C919 ở các mức bón đạm dạng viên nén ........................................................................................................ 79 vii Bảng 4.20. Một số thông số vật lý nước khi bón phân urê và phân đạm viên nén vào đất trồng ngô ......................................................................................... 80 Bảng 4.21. Ảnh hưởng của cách bón đạm viên nén đến thời gian sinh trưởng của giống ngô C919 ............................................................................................ 84 Bảng 4.22. Chỉ số diện tích lá và tổng lượng chất khô tích lũy của giống ngô C919 ............................................................................................................. 86 Bảng 4.23. Một số đặc trưng hình thái cây và bắp của giống ngô C919 ........................ 87 Bảng 4.24. Ảnh hưởng của cách bón đạm viên nén đến ................................................. 88 sự tích lũy đạm của giống ngô C919 ........................................................... 88 Bảng 4.25. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ............................................... 89 giống ngô C919 ............................................................................................ 89 Bảng 4.26. Ảnh hưởng của khoảng cách và độ sâu bón đến thời gian sinh trưởng của giống ngô thí nghiệm C919 ................................................................... 90 Bảng 4.27. Một số đặc trưng hình thái cây và bắp của giống ngô C919 ........................ 91 Bảng 4.28. Chỉ số diện tích lá và lượng chất khô tích lũy của giống ngô C919 ............. 94 Bảng 4.29. Mức độ nhiễm một số loại sâu bệnh hại chính của giống ngô C919 ........... 95 Bảng 4.30. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống ngô C919 .................... 97 Bảng 4.31. Thời gian sinh trưởng của giống ngô C919 .................................................. 98 Bảng 4.32. Chỉ số diện tích lá và chất khô tích lũy của giống ngô C919 ....................... 99 Bảng 4.33. Một số đặc trưng hình thái cây và bắp của giống ngô C919 ...................... 100 Bảng 4.34. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống ngô C919 .................. 101 Bảng 4.35. Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng vật liệu che phủ cho ............................ 102 giống ngô C919 .......................................................................................... 102 Bảng 4.36. Mô hình bón phân đạm dạng viên nén kết hợp với .................................... 103 biện pháp che phủ và năng suất ngô .......................................................... 103 Bảng 4.37. Hiệu quả kinh tế của mô hình sử dụng phân đạm dạng viên nén cho ngô C919 .................................................................................................... 103 viii DANH MỤC HÌNH TT Tên hình Trang Hình 4.1. Tổng số giờ nắng và nhiệt độ trung bình các năm 2010 - 2014...................... 50 Hình 4.2. Tổng lượng mưa và độ ẩm không khí trung bình các năm 2010 - 2014 ......... 53 Hình 4.3. Mối quan hệ giữa lượng đạm cây hút và năng suất ngô ................................. 57 Hình 4.4. Lượng đạm cây hút và lượng đạm bón ........................................................... 58 Hình 4.5. Mối quan hệ giữa liều lượng đạm bón với năng suất ngô vụ đông 2010 ........... 67 Hình 4.6. Mối quan hệ giữa liều lượng đạm bón với năng suất ngô vụ xuân năm 2011 ...... 67 Hình 4.7. Sự di động của N trong phân bón sau 5 ngày bón .......................................... 81 Hình 4.8. Sự di động của N trong phân bón sau 20 ngày bón ........................................ 82 Hình 4.9. Sự di động của N trong phân bón sau 40 ngày bón ........................................ 83 Hình 4.10. Sự di động của N trong phân bón sau 60 ngày bón ...................................... 83 ix TRÍCH YẾU LUẬN ÁN Tên tác giả: Trần Đức Thiện Tên đề tài: Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu suất sử dụng phân đạm viên nén cho ngô tại Thanh Hóa. Chuyên ngành: Khoa học cây trồng. Mã số: 62 62 01 10. Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 1. Mục đích nghiên cứu Xác định khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng NPK của đất, hiệu suất sử dụng đạm, liều lượng đạm bón dạng viên nén và một số giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm cho ngô; góp phần hoàn thiện quy trình thâm canh ngô năng suất cao, chất lượng tốt tại Thanh Hóa. 2. Phương pháp nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu: (1) Đánh giá hiện trạng sản xuất ngô ở vùng nghiên cứu. (2) Nghiên cứu sử dụng phân đạm dạng viên nén nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm của ngô. (3) Xây dựng mô hình thử nghiệm và đánh giá hiệu quả kinh tế. - Phương pháp nghiên cứu: + Phương pháp thu thập số liệu: Số liệu thứ cấp được thu thập thông qua các số liệu thống kê của Cục Thống kê tỉnh Thanh Hóa và các báo cáo sản xuất nông nghiệp của UBND huyện Vĩnh Lộc, tỉnh Thanh Hóa. Số liệu sơ cấp được thu thập bằng phương pháp điều tra nhanh nông thôn (PRA) với việc sử dụng phiếu điều tra. + Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng. + Phương pháp phân tích và tính toán số liệu: (1) Phương pháp phân tích mẫu đất và mẫu thân lá. (2) Phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính. (3) Phân tích sai số thí nghiệm bằng phần mềm IRRISTAT 5.0. - Vật liệu và đối tượng nghiên cứu: Giống ngô lai C919; Các loại phân chuồng, phân đạm dạng viên nén, đạm urê, lân supe, kali clorua. 3. Kết quả chính và kết luận 1) Việc sử dụng phân bón của các hộ dân tại khu vực nghiên cứu là chưa hợp lý và cân đối: Để đạt năng suất cao từ 4 tấn/ha trở lên, người dân ở huyện Vĩnh Lộc, tỉnh Thanh Hóa đã đầu tư một lượng phân bón lớn (tổng lượng N, P, K bón là trên 260 kg/ha), trong đó phân đạm được bón nhiều nhất (trên 180 kg N/ha). Người nông dân đã x quan tâm bón phân chuồng cho ngô tuy nhiên lượng phân không cao. Các hộ dân chủ yếu chú trọng đến việc tăng lượng đạm bón, trong khi lượng lân, kali bón rất ít; chưa chú ý đến việc cung cấp một cách cân đối giữa lượng đạm và lượng lân, kali bón cho ngô dẫn đến năng suất, hiệu quả kinh tế còn thấp. 2) Khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất tại khu vực nghiên cứu cho cây ngô ở mức: Khả năng cung cấp đạm (INS) là 44,4 - 88,3 kg N/ha; khả năng cung cấp lân (IPS) là 21,8 - 54,8 kg P2O5/ha; khả năng cung cấp kali (IKS) là 31,6 - 82,7 kg K2O/ha. Trên nền 8 tấn phân chuồng (với lượng phân bón 180 kg N + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/1 ha) hiệu suất sử dụng phân bón của giống ngô C919 đạt 12,8 - 12,9 kg hạt/1 kg NPK, 14,3 - 14,8 kg hạt/1 kg N, 13,7 - 14,1 kg hạt/1 kg P2O5, 13,0 - 13,7 kg hạt/1 kg K2O. Để tạo ra 1 tấn ngô hạt, cây ngô đã lấy đi từ đất 18,5 - 21,8 kg N, 9,2 - 10,5 kg P2O5, 12,6 - 15,9 kg K2O. 3) Trong thâm canh ngô tại huyện Vĩnh Lộc, tỉnh Thanh Hóa với mật độ 5,9 vạn cây/ha trên nền 8 tấn phân chuồng + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O sử dụng đạm dạng viên nén với mức 120 kg N/ha, bón ngay sau khi gieo hạt là hợp lý nhất, có ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng, phát triển, năng suất, hiệu suất sử dụng phân bón và hiệu quả kinh tế của sản xuất ngô. 4) Căn cứ vào kết quả nghiên cứu sự di động của đạm trong đất và thí nghiệm xác định độ sâu, khoảng cách bón đạm viên nén có thể khẳng định: Khi bón phân đạm dạng viên nén ở khoảng cách bón 10 cm so với gốc ngô, độ sâu 10 cm so với bề mặt luống ngô, là phù hợp nhất, tạo điều kiện cho cây ngô sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao nhất đạt 78,6 tạ/ha ở vụ đông năm 2012 và 81,0 tạ/ha ở vụ xuân năm 2013. 5) Kết quả sản xuất mô hình cho thấy, khi sử dụng lượng phân bón 8 tấn phân chuồng + 120 kg N (dạng viên nén) + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha kết hợp với sử dụng vật liệu che phủ là rơm rạ đã có tác dụng làm tăng năng suất ngô hạt 12,4 tạ/ha (tăng 19,4%) và mang lại lãi lớn hơn 8,3 triệu đồng/ha/vụ (tăng 44,4%) so với việc sử dụng phân bón thông thường. xi THESIS ABSTRACT Doctoral candidate: Tran Duc Thien Thesis title: Study on solutions to improve nitrogen tablet efficiency for maize in Thanh Hoa province. Major: Crop Sciences. Code: 62 62 01 10. Educational orgnization: Vietnam National University of Agriculture. 1. Research Objectives Determine the ability to provide NPK nutrients of soil, nitrogen efficiency and dose of tablet nitrogen application and several appropriate solutions in order to improve nitrogen efficiency for maize; contributing to improve the process of maize cultivation with high yield, good quality on Ma River alluvium in Thanh Hoa province. 2. Materials and Methods - Research contents: (1) Assessment of current status of maize production in the study area. (2) Study on the use of tablet nitrogen to enhance nitrogen efficiency for maize. (3) Establishing the experimental model and evaluation of economic efficiency. - Research methods: + Data collection: Secondary data was collected through the statistics of the Statistics Office of Thanh Hoa province and the reports of agriculture from Vinh Loc District People's Committee, Thanh Hoa province. Primary data was collected by means of Participatory Rural Appraisal (PRA) which used questionnaires. + Field experiments. + Data analysis: (1) Analysis of soil samples, leaf and stem maize samples. (2) Linear regression analysis. (3) Analysis of experimental error by software IRRISTAT 5.0. - Materials: C9191 hybrid maize variety; manure, tablet nitrogen fertilizer, urea nitrogen, super phosphate, and potassium chloride. 3. Main findings and conclusions 1) The use of fertilizers by farmers in the study area is not reasonable and balanced: To achieve high productivity from 4 tons / ha and above, famers in Vinh Loc district, Thanh Hoa province invested a large amount of fertilizer (total N, P, K fertilizer was over 260 kg ha-1), in which nitrogen was applied most (over 180 kg N ha-1). Farmers were interested in application of manure for maize but not high. Farmers xii mainly focused on increasing the amount of nitrogen fertilizer, while phosphate and potassium fertilizers are very few; not paying attention to providing a balance between amount of nitrogen and phosphate, potassium fertilizers for maize led to low yield and economic efficiency. 2) Ability to offer nutrients of soil for maize in research area at level: nitrogen (INS) was 44.4 to 88.3 kg N ha-1; phosphorus (IPS) was 21.8 to 54.8 kg P2O5 ha-1; potassium (IKS) was 31.6 to 82.7 kg K2O ha-1. According to a base of 8 tons of manure (including 180 kg N + 90 kg P 2O5 + 90 kg K2O over hectare) fertilizer efficiency of C919 maize reached 12.8 to 12.9 kg grain kg-1 NPK; 14.3 to 14.8 kg grain kg-1 N; 13.7 to 14.1 kg grain kg-1P2O5; 13.0 to 13.7 kg grain kg-1 K2O . To produce 1 ton of grains, maize uptook from the soil 18.5 to 21.8 kg N, 9.2 to 10.5 kg P2O5, 12.6 to 15.9 kg K2O. 3) In maize production in Vinh Loc district, Thanh Hoa province with the density of 59 thousand trees over hectare based on 8 tons of manure + 90 kg P 2O5 + 90 kg K2O the use of tablet nitrogen at 120 kg N ha-1, applied immediately after sowing is most reasonable, have a positive effect on growth, development, productivity, fertilizer efficiency and economic efficiency of maize production. 4) Based on the study results of nitrogen movement in soil and experiment to determine the depth, distance of nitrogen application can confirm: When apply tablet nitrogen fertilizer at a distance of 10 centimeters from the maize root , a depth of 10 centimeters from the surface of the maize bed , is most appropriate, facilitating maize growth, development and for high yield best reached at 7.86 tons ha-1 in winter 2012 and 8.10 tons ha-1 in spring 2013. 5) Results of the model production revealed that, when using the fertilizer rates of 8 tons of manure + 120 kg N (tablets) + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O associated with the use of covering materials as straw has been found increased grain yield 1.24 tons ha-1 (increased by 19.4%) and bring profit greater than 8.3 million dong ha-1 over crop (increased by 44.4%) compared to the use of conventional fertilizers. xiii PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ở Việt Nam, cây ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây màu quan trọng nhất được trồng ở tất cả các vùng sinh thái (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2011). Trong thời gian gần đây, do nhu cầu của nền kinh tế, sản xuất ngô tăng cả về diện tích, năng suất và sản lượng: năm 2005 tổng diện tích 1.052,6 nghìn ha, đến năm 2014 diện tích ngô toàn quốc đạt 1.177,5 nghìn ha, năng suất đạt 44,1 tạ/ha, tổng sản lượng là 5,2 triệu tấn. Tuy nhiên cho đến nay, lượng ngô sản xuất trong nước chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước; hàng năm, nước ta vẫn phải nhập khẩu hàng triệu tấn ngô. Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và PTNT, khối lượng ngô nhập khẩu trong năm 2015 ước đạt 7,6 triệu tấn, giá trị nhập khẩu đạt 1,6 tỷ USD, tăng 58,5% về khối lượng và tăng 34,7% về giá trị so với cùng kỳ năm 2014 (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2015b). Để giải quyết sự thiếu hụt sản lượng ngô, bên cạnh các giải pháp mở rộng diện tích, tăng vụ trồng thì sử dụng phân bón trong thâm canh tăng năng suất là một giải pháp quan trọng nhất đối với sản xuất ngô hiện nay của Việt Nam (Nguyễn Văn Bộ, 2013). Thực tế sản xuất tại các vùng trồng ngô chính của Việt Nam cho thấy, tỉ lệ sử dụng giống ngô lai mới có tiềm năng năng suất cao chiếm tỉ lệ rất lớn (có nơi chiếm gần 100%). Những giống ngô mới hiện nay có tiềm năng năng suất cao, cần được bón đủ lượng đạm, lân và kali; trong đó đạm là yếu tố dinh dưỡng quan trọng nhất và là yếu tố hạn chế chính đến năng suất ngô tại các vùng trồng ngô của nước ta. Thanh Hoá là một trong 4 tỉnh có diện tích trồng ngô lớn nhất cả nước nhưng thời gian gần đây diện tích sản xuất ngô của tỉnh có xu hướng giảm. Theo số liệu thống kê trong giai đoạn 2005 - 2015, bình quân mỗi năm diện tích ngô của tỉnh giảm khoảng 0,77 nghìn ha (Cục Thống kê Thanh Hóa, 2015). Kết quả điều tra, đánh giá cho thấy có nhiều nguyên nhân dẫn tới hiện tượng trên, trong đó nguyên nhân chính là: chi phí đầu vào cho sản xuất ngô (giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật…) luôn ở mức cao, trong khi giá nông sản lại thấp; tình trạng thiếu lao động, giá ngày công lao động tăng cao dẫn đến hiệu quả sản xuất ngô rất thấp, thậm chí là không có lãi. 1 Kết quả điều tra, đánh giá sơ bộ cũng cho thấy, để thu được năng suất cao, trong sản xuất ngô các hộ nông dân thường sử dụng một lượng rất lớn phân bón (phân đơn hoặc phân tổng hợp NPK). Các loại phân này được chia thành nhiều lần bón trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển của cây ngô. Khi sử dụng các loại phân trên hiệu quả phân bón không cao, tốn công lao động do phải bón 2 - 3 lần, ngoài ra một lượng rất lớn phân bón bị mất đi do rửa trôi, bay hơi, thấm sâu vào trong đất…; trong đó lượng đạm mất đi là lớn nhất, có thể lên tới 67% (Raun and Gordon, 1999). Việc sử dụng phân bón hiện nay đã gây ra nhiều áp lực đối với môi trường nói chung và môi trường đất nông nghiệp nói riêng ở nước ta trong giai đoạn phát triển hiện nay. Bài toán sử dụng phân bón có hiệu quả, bảo đảm phát triển bền vững, thân thiện với môi trường, tăng thu nhập cho nông dân nhiều lúc vẫn còn rất nan giải (Phạm Quang Hà và Nguyễn Văn Bộ, 2002). Những giải pháp được nhắc đến nhiều và khả thi nhất là tiết kiệm phân bón bằng cách giảm ngay lượng phân bón hóa học 10 đến 15%, bón phân cân đối và sử dụng hài hòa các nguồn phân bón khác nhau kể cả vô cơ và hữu cơ, tái sử dụng rơm rạ, tưới nước tiết kiệm và sử dụng các biện pháp tưới tiêu xen kẽ cũng như nhiều biện pháp kỹ thuật tiềm năng khác (Phạm Quang Hà và Nguyễn Văn Bộ, 2013). Để giảm thiểu thiệt hại do lượng phân đạm mất đi, các nhà khoa học khuyến cáo nên sử dụng phân đạm giải phóng chậm (Blaylock et al., 2005; Burton et al., 2008; Halvorson et al., 2008; Paniagua, 2006; Motavalli et al., 2008; Shaviv, 2000; Trenkel, 1997). Hiện nay tại nhiều nước trên thế giới và Việt Nam đã đưa các dạng phân chậm tan như phân viên nén, phân có vỏ bọc polyme vào sử dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng phân đạm, giảm chi phí công lao động, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất ngô. Theo các tài liệu công bố tại các địa phương Hà Giang, Sơn La, Cao Bằng, Quảng Bình, việc sử dụng phân viên nén cho ngô đã giúp tiết kiệm được khoảng 30% chi phí phân bón, năng suất tăng 22% (Nguyễn Tất Cảnh, 2008). Do đó việc nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để nâng cao hiệu suất xử dụng phân bón, hiệu quả sản xuất, giảm thiểu tác động môi trường là hết sức cần thiết. 1.2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Xác định khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng NPK của đất, hiệu suất sử dụng đạm, liều lượng đạm bón dạng viên nén và một số giải pháp kỹ thuật phù 2 hợp nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm cho ngô; góp phần hoàn thiện quy trình thâm canh ngô năng suất cao, chất lượng tốt tại tỉnh Thanh Hóa. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Thời gian: Các thí nghiệm được tiến hành từ năm 2010 đến năm 2013 trên cơ sở kế thừa những kết quả nghiên cứu thu được từ năm 2000 trở lại đây. - Giới hạn của đề tài: Đề tài tập trung nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm của ngô trên đất phù sa sông Mã thông qua việc xây dựng chế độ bón phân đạm dạng viên nén hợp lý cho ngô (bao gồm xác định lượng bón, thời gian bón, cách bón và biện pháp che phủ cho ngô) tại huyện Vĩnh Lộc - tỉnh Thanh Hoá. 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI Đã chỉ rõ khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất tại khu vực nghiên cứu cho cây ngô ở mức: Khả năng cung cấp đạm của đất (INS) là 44,4 - 88,3 kg N/ha; khả năng cung cấp lân của đất (IPS) là 21,8 - 54,8 kg P2O5/ha; khả năng cung cấp kali của đất (IKS) là 31,6 - 82,7 kg K2O/ha. Xác định được lượng phân đạm bón thích hợp (trên nền 8 tấn phân chuồng + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha) cho giống ngô C919 là 120 kg N dạng viên nén/ha. Đã mô hình hóa được sự di chuyển đạm từ vị trí bón phân đạm dạng viên nén trong đất làm cơ sở để xác định được khoảng cách, độ sâu bón đạm dạng viên nén cho ngô thích hợp nhất ở khoảng cách 10 cm so với gốc ngô và độ sâu 10 cm so với bề mặt luống ngô. Sử dụng phân đạm dạng viên nén kết hợp với biện pháp che phủ sẽ giúp cho cây ngô sinh trưởng, phát triển tốt, ít sâu bệnh hại, cho năng suất hạt bình quân đạt 76,4 tạ/ha, tạo ra giá trị sản xuất bình quân 45,8 triệu/ha với chi phí sản xuất hợp lý, đem lại lãi bình quân 27,0 triệu/ha (cao hơn 8,3 triệu đồng/ha, tương ứng với 44,4% so với sản xuất ngô theo quy trình thông thường). 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài là những dẫn liệu khoa học có giá trị về việc xác định khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây ngô của đất, quá trình di 3 động của phân đạm dạng viên nén khi bón vào đất, xác định được lượng phân bón thích hợp cho sản xuất ngô. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cung cấp thông tin về hiệu quả của việc sử dụng đạm dạng viên nén đối với năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất ngô và xây dựng quy trình bón phân hợp lý, hiệu quả, đồng thời bảo vệ môi trường cho các vùng trồng ngô. Kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu tham khảo cho công tác giảng dạy và xây dựng các đề tài nghiên cứu liên quan đến phân bón cho cây ngô. 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn Các kết quả nghiên cứu góp phần xây dựng được quy trình canh tác, quy trình kỹ thuật bón phân đạm viên nén thích hợp, đạt hiệu quả kinh tế cao cho ngô tại huyện Vĩnh Lộc, tỉnh Thanh Hóa và những vùng có điều kiện sinh thái tương đồng trên phạm vi toàn quốc. 4