Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản ứng hình thái và sinh lý của lúa tưới tiêu theo tuổi đối với sự suy giảm khả năng cung cấp phốt pho và kali trong đất
Tóm tắt
Phân bón vô cơ chỉ cần được áp dụng khi độ phì nhiêu tự nhiên của đất không thể cung cấp nhu cầu dinh dưỡng cho cây lúa. Khi quản lý những hệ thống như vậy, việc xác định các đặc điểm hình thái và/hoặc sinh lý nhạy cảm nhất của cây lúa cũng như giai đoạn sinh trưởng mà những phản ứng này xuất hiện khi sự khả dụng của phốt pho (P) và kali (K) trong đất giảm là rất quan trọng. Thực hành này sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng phân bón và nâng cao tính bền vững cho môi trường. Thí nghiệm được tiến hành trên một cánh đồng có sự khác biệt về tính khả dụng của phốt pho và kali trong đất do áp dụng bốn biện pháp bón phân trong ba mùa liên tiếp. Các quan sát trong thí nghiệm này được thực hiện trong mùa thứ tư. Bốn biện pháp bón phân bao gồm: (i) cả phốt pho và kali (P1K1), (ii) chỉ có phốt pho (P1K0), (iii) chỉ có kali (P0K1), và (iv) không có phốt pho và kali (P0K0). Giống lúa Bg300 được trồng. Mẫu cành được thu thập mỗi hai tuần một lần, trong khi mẫu rễ và mẫu đất được thu hoạch bằng cách sử dụng khoan đất sâu tới 80 cm tại thời điểm chín sinh lý. Tại thời điểm chín sinh lý, chiều dài rễ, đường kính và mật độ chiều dài rễ không phản ứng với sự giảm khả năng cung cấp phốt pho và kali trong đất, trong khi tổng trọng lượng khô trên mặt đất (DW) giảm ở những khu vực thiếu P và K. Các phản ứng sinh lý của cành [tức là giảm nồng độ P và K trong lá xanh, và tăng hiệu quả sử dụng phốt pho (PUE) và hiệu quả sử dụng kali (KUE)] nổi bật hơn so với các phản ứng hình thái của cành (tức là chiều cao cây, số lượng nhánh, và tổng trọng lượng khô trên mặt đất), trong suốt chu kỳ sinh trưởng. Cường độ (tức là sự khác biệt thống kê) và thời gian xuất hiện các triệu chứng thiếu kali thấp hơn so với phốt pho. Giai đoạn sinh trưởng nhạy cảm nhất của lúa đối với sự thiếu hụt nhẹ về P và K là giai đoạn đẻ nhánh. Kiến thức này về các phản ứng hình thái và sinh lý của cành và rễ có thể quan sát được trong suốt vòng đời của cây lúa, và các giai đoạn sinh trưởng mà những phản ứng đó nổi bật đối với sự suy giảm khả năng cung cấp phốt pho và kali trong đất có thể được sử dụng khi xác định sự phát triển của các hạn chế về P và K trong đất đang cản trở sự sinh trưởng tối ưu của cây lúa và duy trì hệ thống trồng lúa.
Từ khóa
#phân bón vô cơ #phốt pho #kali #lúa #phản ứng hình thái #phản ứng sinh lý #hiệu quả sử dụng phân bónTài liệu tham khảo
Ainsworth EA (2008) Rice production in a changing climate: a meta-analysis of responses to elevated carbon dioxide and elevated ozone concentration. Glob Change Biol 14:1642–1650
Allen RJL (1940) The estimation of phosphorus. Biochem J 34:858
Ando J (1983) Future of phosphorus resources and suggested direction for Japan. Jpn J Soil Sci Plant Nutr 54:164–169 (in Japanese with English summary)
Baligar VC, Fageria NK, He ZL (2001) Nutrient use efficiency in plants. Commun Soil Sci Plant 32:921–950
Buresh RJ, Pampolino MF, Witt C (2010) Field-specific potassium and phosphorus balances and fertilizer requirements for irrigated rice-based cropping systems. Plant Soil 335:35–64
Dobermann A, Cassman KG, Sta Cruz PC, Adviento MAA, Pampolino MF (1996) Fertilizer inputs, nutrient balance, and soil nutrient-supplying power in intensive, irrigated rice systems: II. Effective soil K-supplying capacity. Nutr Cycl Agroecosyst 46:11–21
Dobermann A, Cassman KG, Mamaril CP, Sheehy JE (1998) Management of phosphorus, potassium, and sulfur in intensive, irrigated lowland rice. Field Crop Res 56:113–138
FAO (2000) Fertilizer requirements in 2015 and 2030. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), Rome, p 18
Fixen PE (2009) World fertilizer nutrient reserves-A view to the future. Better Crops 93:8–11
García AG, Neto DD, Basanta MV, Ovejero RFL, Favarin JL (2003) Logistic rice model for dry matter and nutrient uptake. Sci Agric 60:481–488
Greenland DJ (1997) The sustainability of rice farming, 1st edn. CAB International, Wallingford
Haefele SM, Wopereis MCS, Ndiaye MK, Barro SE, Isselmou MO (2003) Internal nutrient efficiencies, fertilizer recovery rates and indigenous nutrient supply of irrigated lowland rice in Sahelian West Africa. Field Crop Res 80:19–32
Ju XT, Xing GX, Chen XP, Zhang SL, Zhang LJ, Liu XJ, Cui ZL, Yin B, Christie P, Zhu ZL, Zhang FS (2009) Reducing environmental risk by improving N management in intensive Chinese agricultural systems. Proc Natl Acad Sci USA 106:3041–3046
Kano M, Inukai Y, Kitano H, Yamauchi A (2011) Root plasticity as the key root trait for adaptation to various intensities of drought stress water stresses in rice. Plant Soil 342:117–128
Kirk GJD, George T, Courtois B, Senadhira D (1998) Opportunities to improve phosphorus efficiency and soil fertility in rainfed lowland and upland rice ecosystems. Field Crop Res 56:73–92
Kitson RE, Melon MG (1944) Colorimetric determination of phosphorus as molybdovanadophosphoric acid. Ind Eng Chem 16:379
Lafitte HR, Champoux MC, McLaren G, O’Toole JC (2001) Rice root morphological traits are related to isozyme group and adaptation. Field Crop Res 71:57–70
Lee CH, Park CY, Park KD, Jeon WT, Kim PJ (2004) Long-term effects of fertilization on the forms and availability of soil phosphorus in rice paddy. Chemosphere 56:299–304
Li J, Xie Y, Dai A, Liu L, Li Z (2009) Root and shoot traits responses to phosphorus deficiency and QTL analysis at seedling stage using introgression lines of rice. J Genet Genomics 36:173–183
Li Y, Šimůnek J, Jing LF, Zhang ZT, Ni LX (2014) Evaluation of water movement and water losses in a direct-seeded rice field experiment using Hydrus-1D. Agric Water Manag 142:38–46
Naklang K, Harnpichitvitaya D, Amarante ST, Wade LJ, Haefele SM (2006) Internal efficiency, nutrient uptake, and the relation to field water resources in rain fed lowland rice of northeast Thailand. Plant Soil 286:193–208
Olsen SR, Cole CV, Watanable FS, Dean LA (1954) Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. USDA Circular No. 939. U.S. Government Printing Office, Washington, DC
Pame AR, Kreye C, Johnson D, Heuer S, Becker M (2015) Effects of genotype, seed P concentration and seed priming on seedling vigor of rice. Expl Agric 51:370–381
Poorter H, Bühler J, van Dusschoten D, Climent J, Postma JA (2012) Pot size matters: a meta-analysis of the effects of rooting volume on plant growth. Funct Plant Biol 39:839–850
Rose TJ, Hardiputra B, Rengel Z (2010) Wheat, canola and grain legume access to soil phosphorus fractions differs in soils with contrasting phosphorus dynamics. Plant Soil 326:159–170
Rose TJ, Impa SM, Rose MT, Pariasca-Tanaka J, Mori A, Heuer S, Johnson-Beebout SE, Wissuwa M (2013) Enhancing phosphorus and zinc acquisition efficiency in rice: a critical review of root traits and their potential utility in rice breeding. Ann Bot 112:331–345
SAS Institute (1995) SAS/Stat User Guide, vol. 2, version 6.1. SAS Institute, Cary
Shen J, Li R, Zhang F, Fan J, Tang C, Rengel Z (2004) Crop yields, soil fertility and phosphorus fractions in response to long-term fertilization under the rice monoculture system on a calcareous soil. Field Crop Res 86:225–238
Shepherd JG, Kleemann R, Bahri-Esfahani J, Hudek L, Suriyagoda L, Vandamme E, van Dijk KC (2015) The future of phosphorus is in our hands. Nutr Cycl Agroecosys. doi:10.1007/s10705-015-9742-1
Shimono H (2011) Earlier rice phenology as a result of climate change can increase the risk of cold damage during reproductive growth in northern Japan. Agric Ecosyst Environ 144:201–207
Somaweera KATN, Suriyagoda LDB, Sirisena DN, De Costa WAJM (2015) Accumulation and partitioning of biomass, nitrogen, phosphorus and potassium among different tissues during the life cycle of rice grown under different water management regimes. Plant Soil. doi:10.1007/s11104-015-2541-2
Suriyagoda LDB, Ryan MH, Renton M, Lambers H (2012) Growth, carboxylate exudates and nutrient dynamics in three herbaceous perennial plant species under low, moderate and high phosphorus supply. Plant Soil 358:105–117
Suriyagoda L, De Costa WAJM, Lambers H (2014) Growth and phosphorus nutrition of rice when inorganic fertiliser application is partly replaced by straw under varying moisture availability in sandy and clay soils. Plant Soil 384:53–68
Swarup A, Chhillar RK (1986) Build up and depletion of soil phosphorus and potassium and their uptake by rice and wheat in a long-term field experiment. Plant Soil 91:161–170
Van Ranst E, Verloo M, Demeyer A, Pauwels JM (1999) Manual for the soil chemistry and fertility laboratory-analytical methods for soils and plants, equipment, and management of consumables. University of Gent, Gent
Vinod KK, Heuer S (2012) Approaches towards nitrogen- and phosphorus-efficient rice. AoB Plants 2012:pls028. doi:10.1093/aobpla/pls028
Walkley A, Black IA (1934) An examination of the Degtjareff method for determining organic carbon in soils: effect of variations in digestion conditions and of inorganic soil constituents. Soil Sci 63:251–263
Weerarathne LVY, Suriyagoda LDB, Marambe B (2015) Competitive effects of barnyard grass (Echinochloa crusgalli L. Beauv) on rice (Oryza sativa L.) is less when phosphorus is applied to deeper layers of a phosphorus-deficient soil irrespective of the soil moisture availability. Plant Soil 391:1–17
Wihardjaka A, Kirk GJD, Abdulrachman S, Mamaril CP (1999) Potassium balances in rainfed lowland rice on a light-textured soil. Field Crop Res 64:237–247
Witt C, Dobermann A, Abdulrachman S, Gines HC, Guanghuo W, Nagarajan R, Satawathananont S, Son TT, Tan PS, Tiem LV, Simbahan G, Olk DC (1999) Internal nutrient efficiencies in irrigated lowland rice of tropical and subtropical Asia. Field Crop Res 63:113–138
Wu W, Cheng S (2014) Root genetic research, an opportunity and challenge to rice improvement. Field Crop Res 165:111–124
Xu X, Xie J, Hou Y, He P, Pampolino MF, Zhao S, Qiu S, Johnston AM, Zhou W (2015) Estimating nutrient uptake requirements for rice in China. Field Crop Res 180:37–45
Ye Y, Liang X, Chen Y, Li L, Ji Y, Zhu C (2014) Carbon, nitrogen and phosphorus accumulation and partitioning, and C:N:P stoichiometry in late-season rice under different water and nitrogen managements. PLoS ONE 9(7):e101776. doi:10.1371/journal.pone.0101776