Cơ sở khoa học và kết quả ứng dụng công nghệ thông tin để dự báo lượng phân bón cần thiết cho một số cây trồng chính ở Đồng Nai

ứng kết quả tính toán từ mô hình Để kiểm chứng kết quả tính toán bằng phần mềm đã xây dựng, nghiên cứu đã triển khai thí nghiệm chính quy đối với một số cây ngắn ngày. Công thức phân bón tính toán từ phần mềm được thực hiện trên thí nghiệm đồng ruộng để so sánh với mức bón của nông dân. Kết quả các thí nghiệm đồng ruộng như sau: 3.4.1. Thí nghiệm trên cây đậu nành - Địa điểm thí nghiệm: xã Xuân Bắc - huyện Xuân Lộc - Đồng Nai - Đất thí nghiệm: đất đen kết von - Cây trồng: giống đậu nành BC – 19 - Thời vụ: vụ mùa 2008. - Mật độ: 35 cây/m2 (40cm x 15cm x 2 cây). - Công thức thí nghiệm: gồm 4 công thức: 1. Nền theo nông dân địa phương: 60kg N – 45kg P2O5 – 45 kg K2O/ha/vụ (Đ/C) 2. Nền 1: 70kg N – 63kg P2O5 – 77 kg K2O/ha/vụ (theo kết quả tính toán của phần mềm tại điểm thí nghiệm). 3. Nền 2 : 100kg N – 115kg P2O5 – 100 kg K2O/ha/vụ (theo kết quả tính toán của phần mềm tính cho đất đỏ ở Trảng Bom). 4. Nền 3: 100kg N – 130kg P2O5 – 100 kg/ha/vụ (theo kết quả tính toán của phần mềm tính cho đất đen ở đen ở Cẩm Mỹ). 5. Nền 4: 160kg N – 100kg P2O5 – 130 kg K2O/ha/vụ (theo kết quả tính toán của phần mềm tính cho đất xám ở Long Thành). Bảng 1. Ảnh hưởng của một số liều lượng phân khoáng đến năng suất và hiệu quả kinh tế của cây đậu nành. Công thức Yếu tố cấu thành năng suất Năng suất thực tế (kg/ha) Tăng so với Đ/C Tăng so với Nền 1 số trai /cây số hạt /trái P.100 hạt (gr) kg/ha % kg/ha % 1.Nền – Đ/C 2.Nền 1 3.Nền 2 4.Nền 3 5.Nền 4 33,4 34,5 34,6 35,1 35,2 2,11 2,15 2,16 2,14 2,15 13,3 14,4 14,2 14,3 14,5 1.645 b 1.888 a 1.890 a 1.897 a 1.915 a - 243 246 252 266 - 14,8 15,0 15,3 16,2 - - 3 9 23 - - 0,2 0,5 1,2 CV % LSD(0,05) 5,82 ns 4,51 ns 6,13 ns 12,52 150,0 Nhận xét: Các công thức phân bón nền do phần mềm tính toán được khi đem ứng dụng thực tế bón cho cây đậu nành trồng trên đất đen tại Xuân Lộc đều có kết quả tốt hơn so với công thức đối chứng của nông dân. Tuy nhiên giữa các công thức nền tính cho cây đậu nành trên các loại đất khác nhau sự khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê. Các công thức nền bón cho cây đậu nành trên các loại đất khác, khi áp dụng tại điểm thí nghiệm tuy có làm tăng năng suất cao hơn so với công thức tính cho đất tại điểm thí nghiệm nhưng không hiệu quả kinh tế vì chỉ mới xét theo lượng N, các nghiệm thức 3 – 5 đã có lượng bón cao hơn từ 30 – 90 kg N trong khi năng suất chỉ tăng được từ 3 – 23kg/ha/vụ. Kết quả thí nghiệm đồng ruộng ghi nhận từ bảng trên cho thấy liều lượng phân bón cho cây đậu nành được tính toán bằng phần mềm dự báo là tương đối chính xác so với thực tế. 3.4.2. Thí nghiệm trên cây bắp - Địa điểm thí nghiệm: xã Hưng Thịnh - huyện Trảng Bom - Đồng Nai - Đất thí nghiệm: đất đỏ thẩm 11 - Cây trồng: giống bắp LVN – 10 - Thời vụ: vụ mùa 2008. - Mật độ: 55.000 câyha(60cm x 30cm). - Công thức thí nghiệm: gồm 4 công thức: 1. Nền theo nông dân địa phương: 70kg N – 50kg P2O5 – 60 kg K2O/ha/vụ (Đ/C) 2. Nền 1: 160kg N – 110kg P2O5 – 100 kg K2O/ha/vụ.(theo kết quả tính toán của phần mềm tại điểm thí nghiệm). 3. Nền 2 : 188kg N – 77kg P2O5 – 85 kg K2O/ha/vụ.(theo kết quả tính toán của phần mềm tính cho đất xám ở Long Thành). 4. Nền 3: 120kg N – 50kg P2O5 – 40 kg/ha/vụ.(theo kết quả tính toán của phần mềm tính cho đất đen ở đen ở Cẩm Mỹ) 5. Nền 4: 115kg N – 48kg P2O5 – 20 kg K2O/ha/vụ.(theo kết quả tính toán của phần mềm tính cho đất xám ở Xuân Lộc). Bảng 2. Ảnh hưởng của một số liều lượng phân khoáng đến năng suất và hiệu quả kinh tế của cây bắp. Công thức Yếu tố cấu thành năng suất Năng suất thực tế (kg/ha) Tăng so với Đ/C Tăng so với Nền 1 số hạt /hàng P.100 hạt (gr) kg/ha % kg/ha % 1.Nền – Đ/C 2.Nền 1 3.Nền 2 4.Nền 3 5.Nền 4 29,0 b 31,0 ab 33,5 a 34,5 a 34,0 a 29,5 30,0 29,5 30,0 29,5 6565 c 7558 a 7362 a 7171 b 7038 c - 993 797 606 473 - 15,1 12,1 9,2 7,2 - - -196 -387 -520 - - - - - CV % LSD(0,05) 8,53 4,15 6,51 ns 11,54 452,0 Nhận xét: Các công thức phân bón nền do phần mềm tính toán được khi đem ứng dụng thực tế bón cho cây bắp trồng trên đất đỏ tại Trảng Bom đều có kết quả tốt hơn so với công thức đối chứng của nông dân nhưng sự khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê. Các công thức tính toán cho địa điểm và loại đất khác khi đem ứng dụng tại địa điểm thí nghiệm cho năng suất kém hơn nhiều so với công thức tính toán cho điểm thí nghiệm. Như vậy chương trình tính toán khá chính xác lượng phân nền cho cây bắp tại điểm thí nghiệm. 4. KẾT LUẬN - Kết quả điều tra hiện trạng sử dụng phân bón của nông dân Đồng Nai trong những năm gần đây cho thấy: Lượng phân khoáng sử dụng tăng hàng năm nhưng thể hiện sự mất cân đối giữa các nguyên tố đạm, lân và kali khá trầm trọng (tỷ lệ sử dụng lượng N còn khá cao, chiếm 54% trong tổng lượng NPK). Chưa có một công cụ tính toán hữu hiệu nào có thể giúp nông dân cũng như các cấp quản lý tính toán và dự báo lượng phân khoáng đa lượng cần thiết và cân đối cho từng loại cây trồng được áp dụng. Hiệu lực của phân bón chưa cao do tăng chi phí đầu tư đẫn đến làm giảm lãi ròng. - Đã xây dựng bản đồ nhu cầu dinh dưỡng N, P2O5, K2O tỉ lệ 1:100.000 với hệ lưới chiếu VN – 2000 bằng công nghệ GIS với phần mềm biên tập Mapinfo 8.0. Bên cạnh đó, bản đồ số được tích hợp trên nền ASP.NET với chức năng hiển thị và cập nhật thông tin trực tiếp kết quả từ chương trình tính theo chức năng đồng hóa dữ liệu trong chương trình tính. - Chương trình ứng dụng công nghệ ASP. NET được trình duyệt dưới dạng các WebForm rất thuận lợi cho người sử dụng truy vấn ở bất kỳ nơi nào có kết nối mạng 12 internet. Cơ sở dữ liệu được quản trị trên SQL Server 2005 nên có thể chứa một lượng lớn khối lượng thông tin khá lớn và mang tính bảo mật cao. - Trên cơ sở tích hợp các yếu tố liên quan tới dinh dưỡng cây trồng gồm: đất trồng trọt, nhu cầu dinh dưỡng, kỹ thuật canh tác và bảo vệ đất, chủng loại phân bón đã xây dựng phần mềm tính toán nhu cầu phân bón đa lượng cần thiết đối với các loại cây trồng chính trên địa bàn tỉnh Đồng Nai gồm 4 cấp tính toán: nông hộ, xã, huyện, tỉnh. Với chương trình này, người sử dụng có thể tính toán ước lượng và dự báo lượng dinh dưỡng cần thiết được quy đổi ra một số loại phân đơn thông dụng cho một số loại cây trồng chính trên địa bàn xã, huyện hay toàn tỉnh. 13 Tài liệu tham khảo [1] Bùi Huy Hiền, Nguyễn Trọng Thi và ctv, 2005, Ảnh hưởng của các chất dinh dưỡng và hiệu lực các dạng phân lân đối với cà phê vối trên đất đỏ bazan ở Tây Nguyên, Báo cáo Nghiên cứu Khoa học, Quyển 4, Viện Thổ Nhưỡng Nông Hóa, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội. [2] Vũ Cao Thái, Trần An Phong, 1995, Đánh giá khả năng đất đai và đề xuất sử dụng đất tỉnh Đồng Nai, Trung tâm NC Chuyển giao Kỹ thuật Đất – Phân, Trung tâm Bản đồ Tài nguyên Tổng hợp, Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp. [3] Vũ Cao Thái, Nguyễn Bích Thu và ctv, 2001, Nghiên cứu sự suy thoái và ô nhiễm môi trường đất tỉnh Đồng Nai, Trung tâm Nghiên cứu Chuyển giao Kỹ thuật Đất Phân. [4] Nguyễn Bích Thu và ctv, 2002, Thành lập bộ tiêu bản, cơ sở dữ liệu thông tin về đất tỉnh Đồng Nai”, Trung tâm Nghiên cứu Chuyển giao Kỹ thuật Đất Phân, 2002 [5] Nguyễn Bích Thu và ctv, 2008, “Nghiên cứu quy trình kỹ thuật bón phân hợp lý cho một số cây trồng chính ở Đồng Nai”, Trung tâm Nghiên cứu Đất Phân bón và Môi trường Phía Nam. [6] Conrad D. Heatwole, Chair, Saied Mostaghimi, Theo A. Dillaha III, Mary Leigh Wolfe, Daniel L. Gallagher, 2005, “Modeling fate and transport of nitrogen and phosphorus in crop fields under tropical conditions”, Blacksburg, Virginia. [7] Food and Agriculture organization of the United nation, 2004, Scaling soil; nutrient balance, Fao fertilizer and plant nutrient bulletin 15, Rome - Italy. [8] Food and Agriculture organization of the United nation, 2007, Fertilizer use by crop, Fao fertilizer and plant nutrient bulletin 17, Rome – Italy. [9] Guillaume Simard, 2005, Monitoring and simulation of nutrient transport from agricultural fields, A thesis submitted to McGill University in partial fulfillment of the requirements of the degree of Master of Science Department of Bioresource Engineering, Macdonald Campus, McGill University. [10] Halliday, D.J, M.E. Trenkel, 1992, IFA World fertilizer use manual” – International Fertilizer Industry Association, Germany. [11] Kefeng Zhang, Ducan J Greenwood, Nitrogen, phophorous and potassium fertilizer crop response model, Warwick-HRI, Warick University, Wellesbourne, UK Laflen, J.M & W.C. Moderhauer - “Pioneering soil erosion prediction: The USLE Story”, World Association of Soil and Water Conservation, Jia 1, Fuxinglu, Beijing 100083, P.R. China [12] R.N.Roy, R.V.Misra, J.P. Lesschen, E.M. Smaling - Food and Agriculture organization of the United nation, 2003, Assessment of soil nutrient balance, Fao fertilizer and plant nutrient bulletin 14, Rome - Italy. [13] Syers, J.K, A.E.Johnston, D.Curtin, Food and Agriculture organization of the United Nation, 2008, Efficiency of Soil and Fertilizer phospohorous use, Fao fertilizer and plant nutrient bulletin 18, Rome - Italy.