Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Địa điểm nghiên cứu
Thí nghiệm 1 được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của các mức phân đạm đến sinh trưởng và năng suất của giống diêm mạch trong điều kiện hạn nhân tạo Nghiên cứu được tiến hành trong chậu tại nhà lưới số 10 thuộc bộ môn Cây lương thực, Khoa Nông học, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam trong vụ đông xuân 2017.
Thí nghiệm 2 được thực hiện tại thôn Đồng Câu, xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc trong vụ đông xuân 2018 nhằm đánh giá ảnh hưởng của các mức phân đạm đến sinh trưởng và năng suất của giống diêm mạch trong điều kiện không tưới.
Nội dung nghiên cứu
Ảnh hưởng của các mức phân đạm đến sinh trưởng và hình thái của giống diêm mạch Atlas được trồng trong điều kiện hạn.
Ảnh hưởng của các mức phân đạm đến yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống diêm mạch Atlas được trồng trong điều kiện hạn.
Ảnh hưởng của các mức phân đạm đến mức độ nhiễm sâu bệnh hại của giống diêm mạch Atlas được trồng trong điều kiện hạn.
Phương pháp nghiên cứu
● Thí nghiệm 1: trồng trong chậu tiến hành tại nhà lưới bộ môn Cây lương thực, khoa Nông học gồm hai nhân tố:
- Nhân tố 1: gồm 5 mức đạm: N1, N2, N3, N4, N5
+ N1: mức bón đạm 0 kg/ha
+ N2: mức bón đạm 60 kg/ha
+ N3: mức bón đạm 90 kg/ha
+ N4: mức bón đạm 120 kg/ha
+ N5: mức bón đạm 150 kg/ha
+ H0: tưới nước bình thường (không gây hạn) – Đối chứng
+ H1: không tưới nước (gây hạn)
Cách gây hạn nhân tạo trong nhà lưới:
Sau 30 - 35 ngày gieo, cây được 12 - 14 lá thật, tiến hành gây hạn, ngừng tưới nước ở các chậu cây dùng để thí nghiệm hạn (H1), tưới nước bình thường cho các cây ở chậu đối chứng (H0) Tổng thời gian gây hạn là 2 tuần, sau 2 tuần tưới nước chăm sóc cây bình thường như bên cây đối chứng.
- Thí nghiệm có 10 công thức, được bố trí theo kiểu RCBD với 5 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc lại 2 chậu, tổng số chậu là 10x5x20 chậu.
• Sơ đồ bố trí thí nghiệm
● Thí nghiệm 2: ngoài đồng ruộng tiến hành tại thôn Đồng Câu, xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc gồm 2 nhân tố:
- Nhân tố 1: gồm 5 mức đạm: N1, N2, N3, N4, N5
+ N1: mức bón đạm 0 kg/ha
+ N2: mức bón đạm 60 kg/ha
+ N3: mức bón đạm 90 kg/ha
+ N4: mức bón đạm 120 kg/ha
+ N5: mức bón đạm 150 kg/ha
Cây con phát triển khỏe mạnh cho đến khi có từ 5 đến 7 lá thật Sau đó, ngừng tưới nước để cây thích nghi với điều kiện mới Trong các ô thí nghiệm, nước được tưới khi đất khô.
-Thí nghiệm được bố trí theo kiểu ô lớn ô nhỏ gồm 6 ô lớn và 30 ô nhỏ, nhân tố chính là N, nhân tố phụ là H.
- Kích thước mỗi ô thí nghiệm là 7,5m 2 Xung quanh có dải bảo vệ.
Trong đó: Công thức với mức đạm bón N1 = 0 kg/ha được sử dụng làm công thức đối chứng.
3.4.2 Quy trình trồng và chăm sóc
3.4.2.1 Kỹ thuật làm đất và trồng
Đối với thí nghiệm trồng trong chậu:
Giá thể thí nghiệm bao gồm đất và trấu hun, trong đó đất được phơi khô và đập nhỏ trước khi trộn với trấu hun theo tỉ lệ 3:1 Sau khi chuẩn bị, giá thể được cân đều và cho vào các chậu nhựa thí nghiệm Mỗi chậu được gieo 20 hạt giống, sau đó được chăm sóc bằng cách giữ ẩm và tưới dung dịch dinh dưỡng cho đến khi cây con có từ 12 đến 14 lá thật, lúc này sẽ bắt đầu gây hạn.
Kỹ thuật xử lý đất bao gồm các bước làm sạch, phơi khô, và bổ sung vôi bột cùng thuốc Ridomin để tiêu diệt nấm và vi khuẩn có hại Sau khi xử lý, đất được trộn với trấu hun, sau đó được chia thành các phần bằng nhau và cho vào chậu nhựa thí nghiệm có kích thước chiều cao 20 cm, đường kính đáy 12 cm, và đường kính miệng 14 cm Các chậu này được đục lỗ ở đáy để đảm bảo thông thoáng khí và thuận lợi cho việc thoát hơi nước.
Các điều kiện canh tác được điều chỉnh linh hoạt để phù hợp với nhu cầu của cây trồng trong nhà lưới, bao gồm việc kiểm soát lượng nước và dinh dưỡng tưới cũng như hạn chế tác động của gió.
Kỹ thuật gieo hạt giống được thực hiện trên các chậu nhựa đã ghi công thức và số lần nhắc lại Sau khi gieo hạt vào chậu, cần thêm một lớp đất mỏng để phủ lên hạt giống Các chậu đối chứng cần được tưới nước đầy đủ, trong khi các chậu khác không tưới Hạt sẽ nảy mầm và phát triển cho đến khi có 3 - 4 lá, sau đó tiến hành tỉa cây, chỉ giữ lại 5 cây khỏe mạnh nhất cho mỗi chậu.
• Đối với thí nghiệm ngoài đồng ruộng:
Đất được chuẩn bị kỹ lưỡng với độ cày sâu từ 15 đến 20 cm, được bừa đều và san phẳng Đảm bảo đất có độ tơi xốp, độ ẩm hợp lý, không có cỏ dại hay sâu bệnh, và có dải bảo vệ để bảo vệ môi trường trồng trọt.
- Lên luống : Kích thước luống: 1,5m x 5m
- Rãnh rộng 20 cm (rãnh giữa các ô), đường công tác rộng 30 cm, rạch hàng trên ô, khoảng cách hàng 50 cm, khoảng cách cây 20 cm Gieo 5-10 hạt, sau để lại 1 cây/hốc.
+ Thử tỉ lệ nảy mầm trước khi đem gieo, sau đó tính lượng hạt cần gieo trên diện tích thí nghiệm.
Để gieo hạt hiệu quả, bạn nên gieo theo hàng với khoảng cách giữa các hạt là 3cm, tránh tình trạng dày hoặc thưa quá Trước khi gieo, hãy bón lót phân và sau đó lấp hạt ngay với độ sâu từ 2-3 cm, tùy thuộc vào loại đất và độ ẩm Đảm bảo lấp kín hạt để tránh chuột, chim và sâu bệnh gây hại.
Với kích thước chậu thí nghiệm: chiều cao x đường kính đáy x đường kính miệng : 3,14 m 2
Đợt 1 : bón 1/3 N : khi cây có 5 - 7 lá thật
Đợt 2 : bón 1/3 N : 2 tuần sau bón đạm đợt 1
Đợt 3 : bón 1/3 N : 1 tháng sau bón đạm đợt 1
Đợt 4 : bón 1/2 K2O : sau khi cây tung phấn
Đợt 5 : bón 1/2 K2O : 1 tuần sau bón kali đợt 1
* Nền: 10 tấn PC + 90kg P 2 O 5 + 90kg K 2 O
Loại và dạng phân sử dụng: phân đạm Ure, phân lân Supe, phân Kali clorua, phân chuồng.
- Bón vôi cải tạo đất trước khi gieo.
+ bón lót: toàn bộ phân chuồng + P2O5.
+ bón thúc lần 1: sau gieo 35 – 40 ngày, bón trực tiếp vào đất xung quanh gốc: 1 /3 N + 1 /3K2O + làm cỏ, xới vun vét luống.
+ bón lần 2: sau lần 1 từ 15 – 20 ngày 2 /3 N + 2 /3K2O.
+ bón lần 3: thời kỳ ra hoa bón 1/3 K2O còn lại.
Chú ý: Khi cây còn nhỏ rất mẫn cảm, tránh tiếp xúc trực tiếp giữa cây và phân, không tưới đạm với nồng độ đặc.
3.4.3 Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp xác định
Các chỉ tiêu theo dõi đƣợc tiến hành theo tài liệu “Mô tả cây Quinoa và loại hoang dại” (FAO, 2013)
Thời gian sinh trưởng (ngày): gồm 5 giai đoạn sinh trưởng (gieo – nảy mầm; gieo – ra hoa; nở hoa – kết hạt; kết hạt – chín sữa; chín sữa – thu hoạch)
Các chỉ tiêu về hình thái, sinh trưởng, sinh lý:
- Chiều cao thân chính (cm): đo từ gốc đến ngọn sinh trưởng của thân chính.
- Số nhánh (nhánh/cây): đếm số nhánh cấp 1 nằm trên nách lá của thân chính.
- Số lá trên thân chính (lá/cây): đếm số lá thật trên thân chính.
- Đường kính thân (cm): Đo cách gốc 10cm bằng thước kẹp Panme.
- Hệ số chịu hạn (DIT) được tính theo công thức (Đinh Thái Hoàng và cs 2013).
DIT = Giá trị đo ở điều kiện hạn / giá trị đo ở điều kiện bình thường.
Khối lượng chất khô của thân lá được xác định bằng cách cân mẫu tươi trên cân điện tử, sau đó sấy khô ở nhiệt độ 80 độ C trong 48 giờ, và cuối cùng tiến hành cân khối lượng khô.
● Các chỉ tiêu về năng suất
- Chiều dài bông: đo bằng thước từ đốt bông vuốt đến hết ngọn bông.
- Số hạt trên bông: tính theo điểm như bảng sau:
Khối lượng 1000 hạt được xác định bằng cách trộn đều hạt chắc của 10 cây, sau đó đếm 500 hạt hai lần Kết quả được tính bằng gam, với một chữ số sau dấu phẩy Nếu khối lượng không chênh lệch quá 5%, có thể cộng lại để tính KL1000 hạt; nếu chênh lệch lớn hơn 5%, cần thực hiện đếm và cân mẫu thứ ba.
- Năng suất cá thể (g/cây): Được xác định là khối lượng hạt khô thu hoạch/ cây.
Năng suất thực thu được tính bằng tấn/ha, bao gồm toàn bộ diện tích trồng, quá trình tách hạt, sàng sảy, phơi khô và loại bỏ hạt hỏng Sau đó, hạt được cân và quy đổi năng suất ra tấn/ha.
● Theo dõi mức độ sâu bệnh hại
Trong quá trình theo dõi ruộng thí nghiệm, cần ghi nhận sự xuất hiện của sâu bệnh và mô tả mức độ ảnh hưởng của chúng Sau 3 ngày quan sát, nếu mức độ bệnh tăng lên, cần phun thuốc phòng trừ, đồng thời ghi lại loại thuốc, nồng độ và thời gian ngừng gây hại sau khi phun Các chỉ tiêu đánh giá cũng cần được ghi chép cụ thể.
Khả năng chống chịu sâu bệnh (điều tra tỉ lệ sâu bệnh và chỉ số sâu bệnh).
Tỷ lệ sâu bệnh tính theo điểm như bảng sau:
● Theo dõi thời tiết ngoài đồng ruộng
Số liệu được đo đếm, thu thập sau đó được xử lý theo phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) bằng chương trình IRRISTAT 5.0 và Excel.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Ảnh hưởng của các mức phân đạm đến khả năng sinh trưởng và năng suất cây diêm mạch trong điều kiện hạn nhân tạo 28 1 Khả năng nảy mầm hạt và thời gian sinh trưởng của giống diêm mạch
4.1.1 Khả năng nảy mầm hạt và thời gian sinh trưởng của giống diêm mạch Atlas ở các mức phân đạm hác nhau trong điều kiện hạn nhân tạo
Tỷ lệ nảy mầm là yếu tố quan trọng quyết định năng suất cây trồng, vì nó phản ánh chất lượng hạt giống Hạt giống có tỷ lệ nảy mầm cao thường tạo ra cây con khỏe mạnh, từ đó dẫn đến năng suất cao Nhiều yếu tố như di truyền, kỹ thuật gieo trồng và các điều kiện môi trường như thời tiết, khí hậu và loại đất đều ảnh hưởng đến khả năng và thời gian nảy mầm của hạt giống.
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của các mức phân đạm đến tỷ lệ nảy mầm và thời gian sinh trưởng của giống Diêm mạch Atlas trong điều kiện hạn Điều kiện
Thời gian sinh trưởng của cây diêm mạch, tính từ khi hạt nảy mầm đến khi chín hoàn toàn, phụ thuộc vào đặc điểm di truyền và điều kiện canh tác Việc xác định thời gian sinh trưởng và phát triển của cây là yếu tố quan trọng để lựa chọn mùa vụ hợp lý, nhằm đạt hiệu quả cao nhất trong trồng trọt Nghiên cứu về tỷ lệ nảy mầm và thời gian sinh trưởng sẽ giúp tối ưu hóa quy trình canh tác.
28 gian sinh trưởng của diêm mạch giống Atlas ở các mức phân đạm khác nhau trong điều kiện hạn được thể hiện qua bảng 4.1 sau:
Từ bảng 4.1 cho ta thấy
Giống diêm mạch Atlas có tỷ lệ nảy mầm cao lên đến 95%, cho thấy khả năng nảy mầm đồng đều trong các thí nghiệm, giúp cây phát triển tốt và đạt kết quả chính xác Điều kiện hạn và không hạn ban đầu không ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm của hạt giống.
Kết quả từ bảng 4.1 cho thấy điều kiện hạn và không hạn không ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng của cây Sự chênh lệch thời gian sinh trưởng giữa các công thức điều kiện hạn và không hạn rất nhỏ, chỉ từ 1-2 ngày Cụ thể, công thức H0N1 có thời gian sinh trưởng 91 ngày, trong khi H1N1 là 92 ngày, chỉ chênh nhau 1 ngày Ngoài ra, công thức H0N2 và H1N2 đều có thời gian sinh trưởng bằng nhau là 92 ngày, và cả H0N5 lẫn H1N5 đều sinh trưởng trong 97 ngày.
Mức độ bón phân đạm khác nhau có tác động đáng kể đến thời gian sinh trưởng của cây, với việc bón đạm nhiều hơn dẫn đến thời gian sinh trưởng kéo dài hơn Trong giai đoạn từ gieo hạt đến ra hoa, kéo dài từ 37-38 ngày, thời gian sinh trưởng của cây chưa bị ảnh hưởng nhiều bởi các mức đạm khác nhau, chỉ chênh lệch 1 ngày giữa các công thức Tuy nhiên, trong các giai đoạn sau, nhu cầu dinh dưỡng của cây tăng cao, do đó, ảnh hưởng của lượng đạm bón trở nên rõ rệt hơn.
Giai đoạn nở hoa là thời kỳ quyết định đến năng suất của cây trồng, với thời gian từ hạt nảy mầm đến khi nở hoa dao động từ 47 đến 52 ngày Sự ảnh hưởng của các mức phân đạm khác nhau rất rõ rệt: mức đạm càng cao thì thời gian cho giai đoạn nở hoa càng kéo dài Cụ thể, thời gian từ khi hạt nảy mầm đến khi cây nở hoa ở mức N1 (0kg/ha) và N2 (60kg/ha) là 47 - 48 ngày, trong khi N3 (90kg/ha) là 49 ngày, N4 (120kg/ha) dao động từ 49 đến 50 ngày, và N5 (150kg/ha) có thời gian dài nhất từ 51 đến 52 ngày.
Giai đoạn chín sữa cho thấy rõ rệt ảnh hưởng của mức bón phân đạm, với mức N5 (150kg/ha) dẫn đến thời gian chín sữa muộn nhất, trong khi mức N1 (0kg/ha) bắt đầu thời gian chín sữa sớm nhất Thời gian từ hạt nảy mầm đến chín sữa là 63 ngày đối với N1 (0kg/ha) và N2 (60kg/ha), 63-64 ngày với N3 (90kg/ha), 64 ngày với N4 (120kg/ha), và kéo dài đến 67 ngày với N5 (150kg/ha).
Giai đoạn chín hoàn toàn của cây trồng bị ảnh hưởng bởi mức phân đạm, tương tự như ở giai đoạn chín sữa Cụ thể, khi mức đạm tăng cao, thời gian để hạt chín hoàn toàn sẽ kéo dài hơn.
Cây diêm mạch có tổng thời gian sinh trưởng dao động từ 91 đến 97 ngày, trong đó mức phân đạm bón ảnh hưởng rõ rệt đến thời gian sinh trưởng Cụ thể, mức đạm càng cao thì thời gian sinh trưởng càng kéo dài, với thời gian thu hoạch sớm nhất là 91 ngày ở mức N1 (0kg/ha) và muộn nhất là 97 ngày ở mức N5 (150kg/ha).
4.1.2 Ảnh hưởng của các mức phân đạm đến động thái tăng trưởng chiều cao của cây diêm mạch trong điều iện hạn nhân tạo
Chiều cao thân chính là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của cây, đồng thời phản ánh tình hình sâu bệnh hại Yếu tố này không chỉ bị chi phối bởi đặc tính di truyền của giống mà còn chịu ảnh hưởng từ các yếu tố ngoại cảnh như nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa và dinh dưỡng.
Bảng 4.2 Ảnh hưởng của các mức phân đạm đến động thái tăng trưởng chiều cao cây diêm mạch trong điều kiện hạn nhân tạo
Trong nghiên cứu về ảnh hưởng của lượng đạm và điều kiện hạn đối với chiều cao cây diêm mạch, kết quả cho thấy lượng đạm khác nhau đều tác động đến sự tăng trưởng chiều cao cây Cụ thể, việc tăng lượng phân bón làm tăng chiều cao cây, với mức cao nhất đạt 39,23 cm ở N4 (120kg/ha) và thấp nhất là 34,60 cm ở N1 (0kg/ha) Mặc dù mức N5 (150kg/ha) không cho thấy sự tăng trưởng thêm, nhưng công thức bón đạm vẫn cho kết quả cao hơn so với không bón Trong điều kiện hạn, cây diêm mạch có tốc độ tăng trưởng chiều cao thấp hơn so với cây không bị hạn, với chiều cao ở điều kiện H0 là 23,98 cm và H1 là 17,18 cm vào cuối giai đoạn xử lý hạn Sau 2 tuần, chiều cao cây tiếp tục tăng nhưng cây ở điều kiện hạn vẫn thấp hơn so với cây đối chứng, với chiều cao cuối cùng ở H1 là 34,96 cm và H0 là 38,76 cm.
Sử dụng các mức phân đạm khác nhau kết hợp với điều kiện hạn chế đã tác động đến sự phát triển chiều cao của cây diêm mạch Việc tăng cường lượng phân bón góp phần nâng cao chiều cao cây qua các giai đoạn sinh trưởng.
Trong 2 tuần xử lý hạn (35 NSG đến 49 NSG) cây xử lý hạn có tốc độ tăng trưởng chiều cao thấp hơn so với cây không xử lý hạn Ngày kết thúc xử lý hạn, chiều cao chênh nhau từ 5 - 10cm giữa điều kiện hạn và không hạn, công thức N3H0 có chiều cao cây 27,6(cm) cao nhất trong điều kiện không hạn và N4H1 chiều cao cây là 17,4(cm) cao nhất trong điều kiện hạn.
Chiều cao cây diêm mạch dao động từ 34,05 đến 42,3 cm, với chiều cao cao nhất đạt 42,3 cm ở mức đạm N4 (120 kg/ha) trong điều kiện không hạn, và thấp nhất là 35,15 cm ở mức N1 (0 kg/ha) Trong điều kiện hạn, chiều cao cây cao nhất cũng ở mức N4 (120 kg/ha) với 36,17 cm, trong khi chiều cao thấp nhất là 34,05 cm ở mức N1 Các điều kiện hạn khác nhau ảnh hưởng đến khả năng tăng trưởng chiều cao của cây diêm mạch, với tốc độ tăng trưởng thấp hơn trong 2 tuần xử lý hạn so với cây không bị hạn Sau 2 tuần, mặc dù cây tiếp tục tăng trưởng, nhưng chiều cao của cây trong điều kiện hạn vẫn thấp hơn so với cây ở điều kiện đối chứng.
Trong điều kiện hạn chế và không hạn chế, lượng đạm khác nhau đều ảnh hưởng đến tăng trưởng chiều cao cây diêm mạch Việc tăng cường phân bón dẫn đến chiều cao cây diêm mạch tăng dần, với mức cao nhất đạt được ở N4 (120kg/ha) là 39,23 cm và thấp nhất ở N1 (0kg/ha) là 34,60 cm Mức đạm N5 (150kg/ha) không tạo ra sự gia tăng chiều cao thêm nữa Công thức bón đạm luôn mang lại hiệu quả tăng trưởng chiều cao vượt trội so với công thức không bón đạm.