3. DINH DƯỠNG KHOÁNG CỦA CÂY LÚA
3.2. Chất đạm: (N)
Đạm là chất tạo hình cây lúa, là thành phần chủ yếu của protein và chất diệp lục làm cho lá xanh tốt, gia tăng chiều cao cây, số chồi và kích thước lá thân. Do đó, dựa vào màu sắc và kích thước lá, chiều cao và khả năng nở bụi của cây lúa, người ta có thể chẩn đoán tình trạng dinh dưỡng đạm trong cây. Việc nghiên cứu ứng dụng bảng so màu lá để bón phân đạm hợp lý cho lúa đã được thực hiện ở Nhật Bản, Viện Nghiện cứu Lúa quốc tế (IRRI) và Việt Nam (Nguyễn Ngọc Đệ, 1998). Hiện nay kỹ thuật nầy đã được phổ biến rất rộng rãi trong sản xuất lúa ở ĐBSCL góp phần làm giảm chi phí sản xuất, giảm thiệt hại của sâu bệnh, tăng năng suất và hạn chế lưu tồn nitrat trong đất và trong nước do bón dư thừa đạm.
Khác với các cây trồng cạn, cây lúa có thể hấp thu và sử dụng cả hai dạng đạm nitrat ( NO3- ) và ammonium (NH4+), mà chủ yếu là đạm ammonium, nhất là trong giai đoạn sinh trưởng ban đầu. Cây lúa thích hút và hút đạm ammonium nhanh hơn nitrat. Dù vậy, cây lúa vẫn không tích lũy ammonium trong tế bào lá, lượng ammonium dư thừa sẽ được kết hợp thành asparagin ở trong lá. Ngược lại, khi nồng độ nitrat trong môi trường cao thì cây lúa sẽ tích lũy nhiều nitrat trong tế bào. Điều đó làm cho người ta cho rằng, cây lúa có khả năng khữ nitrat thấp hơn đối với ammonium. Về mặt năng lượng sinh học, việc đồng hóa đạm nitrat cần nhiều năng lượng hơn đạm ammonium, vì đạm nitrat trước hết phải được khử thành ammonium
Ở thực vật thượng đẳng, kể cả cây lúa, hầu hết quá trình khử đạm nitrat diễn ra trong lá xanh và ngoài sáng, Lúc cường độ ánh sáng cao, tốc độ khuếch tán CO2 không đáp ứng đủ cho nhu cầu quang hợp nên năng lượng cần để khử nitrat có thể được cung cấp từ năng lượng thừa do phản ứng quang hóa tạo ra trong quá trình quang hợp. Trong trường hợp này, quá trình khử nitrat được tiến hành một cách lãng phí, không sử dụng các chất đồng hóa được để tổng hợp nên các chất cần thiết. Tuy nhiên, lúc cường độ ánh sáng thấp, quá trình khử CO2 (phản ứng tối) và quá trình khử nitrat có thể cạnh tranh lẫn nhau. Trong tất cả trường hợp, tốc độ đồng hóa đạm nitrat thành đạm hữu cơ trong cây lúa đều bị đình trệ. Ở pH gần trung bình (6-7), ammonium ngăn cản việc hấp thụ mangan, nhưng khi pH tăng lên thì sự hấp thụ mangan tăng lên trở lại.
Ở các giai đọan sinh trưởng ban đầu, đạm được tích lũy chủ yếu trong thân lá, khi lúa trổ, khoảng 48-71 % đạm được đưa lên bông.
Nếu thiếu đạm, cây lúa lùn hẳn lại, nở bụi ít, chồi nhỏ, lá ngắn hẹp, trở nên vàng và rụi sớm, cây lúa còi cọc không phát triển (Hình 4.3).
Trong cây, đạm dễ dàng được chuyển vị từ lá già sang lá non, từ mô trưởng thành sang mô mới thành lập nên triệu chứng thiếu đạm thường xảy ra trước tiên ở lá già rồi lan dần đến các lá non.
Giai đoạn sinh sản, nếu thiếu đạm cây lúa sẽ cho bông ngắn, ít hạt, hạt nhỏ và có nhiều hạt thoái hóa.
Thừa đạm, cây lúa phát triển thân lá quá mức, mô non, mềm, dễ ngã, tán lá rậm rạp, lượng đạm tự do trong cây cao, nên cây dễ nhiễm bệnh làm giảm năng suất rất lớn.
Tsunoda (1964) cho rằng các giống lúa phản ứng với phân N thấp có bộ lá dài, rộng, mỏng, cong rủ, màu lá xanh nhạt, thân cao và yếu rạ (nhóm lúa mùa địa phương). Các giống lúa phản ứng với phân N cao có lá ngắn, hẹp, đầy, thẳng đứng, màu lá xanh đậm, thân thấp và cứng rạ (nhóm lúa cao sản ngắn ngày).
Hình 4.3. Sự phát triển của cây lúa ở các mức đạm bón khác nhau
Trong đất ngập nước, lượng phân đạm bón vào thường bị mất đi do nhiều nguyên nhân khác nhau (Hình 4.4).
Do đó, tỷ lệ đạm cây hút được trên lượng đạm bón vào, chỉ vào khoảng 30-50 % ở vùng nhiệt đới (De Datta, 1979), tùy thuộc vào tính chất đất, phương pháp, số lượng, thời gian bón đạm và những kỹ thuật khác. Tỷ lệ nầy có xu hướng cao khi mức đạm bón thấp, và bón đạm sâu vào trong đất hoặc bón thúc ở các thời kỳ sinh trưởng về sau. Hiệu suất sử dụng đạm là số kg hạt lúa khô thu được khi cây hấp thu 1 kg đạm. Ở vùng nhiệt đới, hiệu suất sử dụng đạm vào khoảng 50, tức nếu mỗi kg đạm cây lúa hút được sẽ sản sinh ra khoảng 50 kg hạt. Như vậy, nếu so với lượng đạm bón vào ruộng, với tỷ lệ sử dụng đạm thông thường là 30-50%, thì hiệu suất sử dụng đạm sẽ là 15-25, tức (0,3 – 0,5) * 50 = 15-25 kg lúa/kg đạm bón. Như vậy, ta có thể tính toán năng suất lúa và nhu cầu phân đạm theo công thức:
Trong đó:
Y = Năng suất hạt cuối cùng
Y0 = Năng suất thu được khi không bón đạm dYf = Phần năng suất tăng lên khi bón đạm Nf = Lượng đạm bón
Công thức nầy thể hiện mối tương quan giữa năng suất muốn đạt được với điều kiện đất đai môi trường và lượng phân đạm bón vào.
Các loại phân đạm phổ biến hiện là Urea 46 % N, SA (Sulfat ammonium) 21 % N.
Hình 4.4. Con đường biến đổi chất đạm trong ruộng lúa ngập nước (De Datta, 1980)