Tên đề tài: "Dinh dưỡng khoáng cho cây bắp lai (Zea mays L.) trên đất phù sa ở Đồng bằng sông Cửu Long”.

Tác giả: Lê Phước Toàn, Khóa: 2015

Chuyên ngành: Khoa học đất; Mã số: 62620103. Nhóm ngành: Nông, lâm nghiệp và thuỷ sản.

Người hướng dẫn chính: GS.TS. Ngô Ngọc Hưng - Trường Đại học Cần Thơ

1. Tóm tắt nội dung luận án

Sự mất cân đối dinh dưỡng trong đất gắn liền với khả năng hấp thu dưỡng chất của cây trồng từ đất và phân bón. Quản lý dinh dưỡng hợp lý là chìa khóa để cây trồng cho năng suất và chất lượng cao. Đề tài “Dinh dưỡng khoáng cho cây bắp lai (Zea mays) trên đất phù sa ở đồng bằng sông Cửu Long” được thực hiện nhằm mục tiêu: (1) Đánh giá định tính tình trạng hấp thu dinh dưỡng khoáng trên đất phù sa của bắp lai qua ứng dụng mô hình DRIS; (2) Xác định nhu cầu hấp thu dưỡng chất N, P và K của bắp lai qua ứng dụng mô hình QUEFTS; (3) Xây dựng công thức phân bón N, P và K cho bắp lai trên đất phù sa. Thí nghiệm được thực hiện tại huyện An Phú – An Giang, vụ Đông Xuân năm 2014-2015 và 2015-2016. Kết quả phương pháp DRIS nhận diện được tình trạng mất cân bằng dưỡng chất qua thí nghiệm bón khuyết dưỡng chất cho bắp lai. Có sự đáp ứng rõ rệt về hàm lượng dinh dưỡng trong lá, chỉ số DRIS và năng suất đối với các nghiệm thức khuyết dưỡng chất. Việc bón khuyết N hoặc P dẫn đến năng suất hạt thấp hơn đáng kể cùng với sự thể hiện chỉ số DRIS mang giá trị âm. Nghiệm thức NPK, NK và NP: Cu và Fe được DRIS xếp hạng giới hạn cao nhất, điều này do sự mất cân đối về tỷ lệ giữa Cu hoặc Fe so với các nguyên tố khác. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong lá tương quan với các chỉ số DRIS tương ứng, do đó sự mất cân bằng dinh dưỡng trong cây bắp lai trồng ở đất phù sa đồng bằng sông Cửu Long có thể được xác định bằng phương pháp DRIS. Sử dụng DRIS đã giúp xác định yếu tố giới hạn cụ thể trên dinh dưỡng trên bắp lai ở điểm nghiên cứu, với chỉ số DRIS có giá trị âm đã chỉ ra sự mất cân bằng của Cu, Fe, N, P. Dưỡng chất N và P cũng được chẩn đoán là trong tình trạng mất cân bằng dù trước đó được bón đầy đủ, điều này cho thấy năng suất bắp lai có cơ hội gia tăng khi dinh dưỡng bằng biện pháp bón cân đối ở mức thích hợp. Đánh giá hiệu quả hấp thu NPK của bắp lai trên đất phù sa được xác định qua mô hình QUEFTS: năng suất hạt gia tăng tuyến tính với dưỡng chất N, P và K (23,6 kg N, 3,73 kg P₂O₅ và 14,5 kg K₂O trên 1 tấn hạt) khi năng suất hạt đạt khoảng 60-70% tiềm năng năng suất. Khi năng suất càng vượt xa khỏi 7,0 tấn/ha thì hiệu quả hấp thu dưỡng chất N, P và K càng giảm. Bảng hướng dẫn nhu cầu phân bón N, P và K cho cây bắp lai trồng trên đất phù sa được xây dựng dựa trên khả năng cung cấp dưỡng chất từ đất và nhu cầu dưỡng chất trên năng suất mục tiêu đạt được đối với sử dụng phân bón. Kết quả đạt được tại vùng nghiên cứu, để đạt năng suất 11,35 tấn/ha với mức đáp ứng năng suất với phân NPK theo thứ tự 6,22; 1,33; 0,73 tấn/ha, nhu cầu phân NPK là: 217 kg N/ha, 79,0 kg P₂O₅/ha và 63,4 kg K₂O/ha. Khả năng cung cấp N từ đất đạt 53%, đối với P và K khả năng cung cấp từ đất >75%.

2. Những kết quả mới của luận án

Phương pháp DRIS lần đầu tiên được nghiên cứu và công bố ở Việt Nam. Sử dụng DRIS đã giúp xác định yếu tố giới hạn cụ thể trên dinh dưỡng trên bắp lai ở điểm nghiên cứu, với chỉ số DRIS có giá trị âm đã chỉ ra sự mất cân bằng của Cu, Fe, N, P. Dưỡng chất N và P cũng được chẩn đoán là trong tình trạng mất cân bằng dù trước đó được bón đầy đủ, điều này cho thấy năng suất bắp lai có cơ hội gia tăng khi dinh dưỡng bằng biện pháp bón cân đối ở mức thích hợp.

Xác định được ngưỡng giới hạn đối với hiệu quả hấp thu dưỡng chất của bắp lai ở vùng trồng: Cân bằng của hấp thu dưỡng chất đạt đến ngưỡng khi năng suất hạt đạt 60-70% tiềm năng năng suất. Khi năng suất càng vượt xa khỏi 7,0 tấn/ha thì hiệu quả hấp thu dưỡng chất N, P và K càng giảm.

3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Luận án chọn ra được phương pháp (SSNM) dựa trên trên cơ sở ứng dụng nguyên lý đồng bộ (Principle of Synchrony): nhu cầu phân bón NPK cho cây bắp lai được cân bằng giữa cung và cầu, trong đó công thức phân bón được xây dựng từ lượng cung NPK từ đất cộng với lượng phân bón. Điều này giúp cho đề xuất lượng bón NPK hiệu quả và chính xác, giảm lượng bón thừa và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Ngưỡng giới hạn đối với hiệu quả hấp thu dưỡng chất của bắp lai trong nghiên cứu này được xác định qua sử dụng mô hình Quefts, hiệu quả hấp thu này sẽ càng giảm khi càng vượt khỏi ngưỡng “yếu tố giới hạn”. Hệ thống chẩn đoán và khuyến cáo tích hợp (DRIS) là công cụ được sử dụng trong chẩn đoán mức độ ảnh hưởng mỗi nguyên tố dinh dưỡng đến tình trạng mất cân bằng dưỡng chất đối với cây trồng. Sự phối hợp của DRIS sẽ giúp xác định cụ thể hơn về yếu tố giới hạn, do đó góp phần tốt hơn trong cải thiện hiệu quả hấp thu dưỡng chất của cây trồng.

Từ bộ dữ liệu của luận án cần thiết lập mối quan hệ giữa chỉ số DRIS và dưỡng chất trong đất cho việc thành lập bảng đánh giá tình trạng dinh dưỡng trong lá bắp lai được trồng trên đất phù sa ở ĐBSCL. Xác định yếu tố giới hạn của môi trường đất để cải thiện hiệu quả hấp thu N, P và K cho bắp lai. Căn cứ chẩn đoán DRIS trong lá để thẩm định thực tế nhu cầu dưỡng chất cần thiết cho cây bắp lai ở từng vùng nghiên cứu cụ thể.

- Thesis title: Mineral nutrition for hybrid maize (Zea mays L.) from alluvial soil in the Mekong delta, Vietnam.

- Major:                                            Soil Science                         

- Code:                                               62620103

- Full name of PhD student:         Le Phuoc Toan

- Course:                                           2015

- Scientific supervisior:                 Prof. Dr. Ngo Ngoc Hung

- Edicational institution:               Can Tho University.

1. Summary

The nutritional imbalances in the soil was associated with uptake nutrients from soil and fertilizers. Proper nutrient management was the "key" to growing crops. The study titled "Mineral nutrition for hybrid maize (Zea mays) from alluvial soil in the Mekong delta, Vietnam" was conducted for the following objectives: (1) Qualitative assessment of situation on alluvial soil of hybrid maize applying DRIS model; (2) Determination of nutrient uptake requirement of N, P and K of hybrid maize applying QUEFTS model; (3) Formulation of N, P and K fertilizers for hybrid maize on alluvial soil. The field experiment have been conducted for hybrid maize on alluvial soils at An Phu – An Giang, Winter-Spring crop in 2014-2015 and 2015-2016. Results indicated that the DRIS method highly identified nutrient imbalance in maize under nutrient omission experiment, there was a response in terms of leaf nutrient content, DRIS index and yield to the omission treatments significantly. The omission of N or P resulted in significantly lower grain yield together with negative DRIS indices. NPK, NK and NP treatments: Cu and Fe were ranked as the highest limit by DRIS, this was due to the imbalance in the ratio between Cu or Fe compared to other elements. The concentrations of most nutrients in ear leaf significantly correlated with the corresponding DRIS indices, therefore, nutrient imbalance in the maize cultivated in Mekong delta alluvial soil can be identified by the DRIS method. Using DRIS helped to determine the specific limiting factor on nutrition on hybrid maize at the study site, with a negative DRIS index indicating an imbalance of Cu, Fe, N, P. Nutrients N and P were also found to be in an unbalanced state despite being fully fertilized, which suggests that hybrid maize yield had a chance to increase when nutrition with balanced fertilization was at an appropriate level. Imbalances of nutrients was determined to be the limiting factor, reducing uptake efficiency of hybrid maize in the study area. The evaluation of NPK absorption efficiency of hybrid maize on alluvial soil were determined from the QUEFTS model: Grain yield increased linearly with nutrients N, P and K (23.6 kg N, 3.73 kg P₂O₅ and 14.5 kg K₂O above 1 ton of grain) when the grain yield reaches about 60-70% of the yield potential. When the yields had exceed 7.0 tons/ha, the efficiency of nutrient uptake of N, P and K decreases. The N, P and K fertilizer requirements for hybrid maize grown on alluvial soils was developed from soil nutrients and nutrient requirements for yield goals, to achieve the yield of 11.35 tons/ha, the yield response with NPK fertilizers were in the order of 6.22; 1.33; 0.73 tons/ha, the demand for NPK fertilizer was: 217 kg N/ha, 79.0 kg P₂O₅/ha and 63.4 kg K₂O/ha. Regarding to the relative contribution of plant uptake, the soil supplying capacity of N was 53%, and P and K were >75%.

2. The novel aspects of the thesis

The DRIS method was first researched and published in Vietnam. Using DRIS helped to determine the specific limiting factor on nutrients on hybrid maize at the study sites, with a negative value of DRIS index indicating an imbalance of Cu, Fe, N, P. The concentration of N and P were also diagnosed to be in an imbalanced state despite being fully fertilized before, which suggests that hybrid maize yields have an opportunity to increase when nutritionally balanced fertilization is at an appropriate level.

Determining the threshold for nutrient absorption efficiency of hybrid maize in the growing area: The balance of nutrient absorption reached the threshold when the grain yield reached 60-70% of the yield potential. As the yield goes beyond 7.0 tons/ha, the efficiency of absorbing nutrients N, P and K decreases.

3. Applications prospects and suggestions for further study

The SSNM method is based on the application of the principle of synchronization (Principle of Synchrony): the demand for NPK fertilizer for hybrid maize is balanced between supply and demand, in which the fertilizer formula is built from the supply of NPK from the soil and fertilizer. This helps to propose an effective and accurate amount of NPK fertilizer, reduce excess fertilizer and reduce environmental pollution. The cut-off threshold for nutrient uptake efficiency of hybrid maize in this study was determined using the Quefts model, which decreases further as the “limiting factor” threshold is exceeded.  The “Integrated Diagnostic and Recommendation System” (DRIS) is a tool used in diagnosing how each nutrient element affects nutrient imbalance in plants. The role of DRIS will help to more specifically identify the limiting factor, thus contributing better to improving the efficiency of plant nutrient uptake.

The results of thesis showed that was necessary to establish the relationship between DRIS index and soil nutrients for the establishment of a table to assess the nutritional status of hybrid maize leaves on alluvial soil in the Mekong Delta, Viet Nam. Determining the limiting factor of the soil environment to improve the efficiency of  nutrient uptake of N, P and K for hybrid maize. Diagnosis and Recommendation Intergrated system (DRIS) in the leaves to assess the actual nutritional needs of hybrid maize plants in each specific study area.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)