Luận văn Thạc sĩ Khoa học cây trồng: Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật cho giống lúa QR15 tại thị xã Phú Thọ - tỉnh Phú Thọ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của Luận văn nhằm xác định tổ hợp phân bón và mật độ thích hợp trong canh tác giống lúa QR15 tại thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học cây trồng: Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật cho giống lúa QR15 tại thị xã Phú Thọ - tỉnh Phú Thọ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG VĂN ĐAM NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CHO GIỐNG LÚA QR15 TẠI THỊ XÃ PHÚ THỌ TỈNH PHÚ THỌ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG THÁI NGUYÊN - 2015 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM Trang phụ bìa HOÀNG VĂN ĐAM NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CHO GIỐNG LÚA QR15 TẠI THỊ XÃ PHÚ THỌ TỈNH PHÚ THỌ Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 60. 62.01. 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Đức Thạnh THÁI NGUYÊN - 2015 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ bất cứ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên Hoàng Văn Đam Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
ii LỜI CẢM ƠN Sau quá trình học tập và nghiên cứu đề tài, tôi đã hoàn thành bản luận văn nghiên cứu khoa học. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn và sự kính trọng tới các thầy giáo, cô giáo trong Phòng Đào tạo; Khoa Nông Học, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho tôi tiến hành nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Đức Thạnh đã luôn quan tâm giúp đỡ nhiệt tình, trách nhiệm và công tâm trong suốt quá trình tôi tiến hành nghiên cứu đề tài và hoàn thành luận văn. Do còn hạn chế về trình độ lý luận và kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi thiếu sót, tôi rất mong được sự giúp đỡ, góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. Nhân dịp này, tôi xin trân trọng gửi tới các thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình sự biết ơn sâu sắc và xin gửi lời chúc tốt đẹp nhất. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2015 Học viên Hoàng Văn Đam Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................. viii MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1 2. Mục tiêu yêu cầu của đề tài ........................................................................... 2 2.1. Mục tiêu...................................................................................................... 2 2.2. Yêu cầu....................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn....................................................................... 2 3.1. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................... 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................ 2 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU................................. 3 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 3 1.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa trên thế giới và ở Việt nam ............ 4 1.2.1. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa trên thế giới................................. 4 1.2.1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới ..................................................... 4 1.2.1.2. Tình hình nghiên cứu lúa trên Thế giới ............................................... 6 1.2.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa ở Việt Nam ............................... 11 1.2.2.1. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam .................................................... 11 1.2.2.2. Tình hình nghiên cứu cây lúa ở Việt Nam ......................................... 14 Chƣơng 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....22 2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 22 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
iv 2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 22 2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................ 22 2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 22 2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm.............................................................. 22 2.4.2. Kỹ thuật làm mạ và thời vụ gieo trồng ................................................. 24 2.5. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ...................................................... 25 2.5.1. Các chỉ tiêu nghiên cứu ......................................................................... 25 2.5.1.1. Các chỉ tiêu sinh trưởng ..................................................................... 25 2.5.1.2. Chỉ tiêu chống chịu sâu, bệnh hại chính, chống đổ ........................... 26 2.5.1.3. Các chỉ tiêu về năng suất.................................................................... 28 2.5.1.4. Chỉ tiêu về chất lượng ........................................................................ 28 2.5.2. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ................................................ 29 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 30 3.1. Đặc điểm khí hậu thời tiết vụ mùa 2014 và vụ xuân năm 2015 tại thị xã Phú Thọ tỉnh Phú Thọ ............................................................................. 30 3.1.1. Nhiệt độ ................................................................................................. 31 3.1.2. Lượng mưa ............................................................................................ 31 3.1.3. Ẩm độ không khí ................................................................................... 31 3.2. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến thời gian sinh trưởng của giống lúa QR15 ....................................................................................... 32 3.3. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến khả năng đẻ nhánh của giống lúa QR15 ....................................................................................... 37 3.4. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến chiều cao cây của giống lúa QR15 ................................................................................................. 43 3.5. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến khả năng chống chịu của giống lúa QR15 ....................................................................................... 48 3.5.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh hại của các giống lúa .......................... 48 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
v 3.5.2. Khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh của các giống lúa ....... 51 3.6. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống lúa QR15 .................................................... 52 3.7. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến chất lượng gạo của giống lúa QR15 ................................................................................................. 59 3.8. Hiệu quả kinh tế của đề tài ....................................................................... 62 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 64 1. Kết luận ....................................................................................................... 64 2. Đề nghị ........................................................................................................ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BNNPTNT : Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn CT : Công thức CV% : Độ biến động Đ/c : Đối chứng Fao : Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc K2O : Kali LSD 0,05 : Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa N : Đạm NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu P : Độ tự do P2O5 : Lân PC : Phân chuồng QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TGST : Thời gian sinh trưởng Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng lúa Thế giới trong 10 năm gần đây ........ 6 Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa của Việt Nam từ năm 2000-2013 .................. 13 Bảng 3.1. Diễn biến thời tiết khí hậu năm 2014, 2015 tại thị xã Phú Thọ ....... 30 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến thời gian sinh trưởng của giống lúa QR15 trong vụ mùa .......................................... 34 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến thời gian sinh trưởng của giống lúa QR15 trong vụ xuân ......................................... 35 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến khả năng đẻ nhánh của giống lúa QR15 trong vụ mùa ........................................... 38 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến khả năng đẻ nhánh của giống lúa QR15 trong vụ xuân .......................................... 39 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến chiều cao cây của Vụ mùa ................................................................................................. 44 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến chiều cao cây của Vụ xuân ................................................................................................ 46 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến khả năng chống chịu sâu bệnh .............................................................................................. 49 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh ................................................................ 52 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ mùa ............................................ 53 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của các tổ phân bón và mật độ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ xuân ........................................... 56 Bảng 3.12. Ảnh hưởng các tổ phân bón và mật độ đến chất lượng gạo QR15 ...... 60 Bảng 3.13. Chất lượng cơm của giống lúa QR15 ................................................... 61 Bảng 3.14. Hiệu quả kinh tế của cac biện pháp kỹ thuật cho 1 ha lúa QR15 ....... 62 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Khả năng đẻ nhánh của cây lúa ở các tổ hợp phân bón khác nhau trong vụ mùa và vụ xuân ................................................................. 41 Hình 3.2. Khả năng đẻ nhánh của cây lúa ở các mật độ khác nhau trong vụ mùa và vụ xuân................................................................................ 42 Hình 3.3. Chiều cao cây của các tổ phân bón khác nhau ................................ 47 Hình 3.4. Năng suất của các công thức thí nghiệm qua 2 vụ.......................... 57 Hình 3.5. Hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm .............................. 63 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây Lúa (Oryza sativa) là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên thế giới: Lúa mì, lúa và ngô. So với lúa mì và ngô hiện nay lúa đứng thứ hai cả về năng suất và sản lượng. Theo thống kê của tổ chức FAO, có khoảng 40% dân số thế giới coi lúa gạo là nguồn lương thực chính và lúa gạo ảnh hưởng tới đời sống ít nhất của 65% dân số thế giới. Lúa gạo được sản xuất chủ yếu ở Châu Á, trong đó Việt Nam đứng thứ hai thế giới về xuất khẩu gạo (sau Thái Lan). Ở Việt Nam, nghề trồng lúa có từ lâu đời, cây lúa đã trở thành cây lương thực chủ yếu và có vai trò rất lớn trong nền sản xuất nông nghiệp. Với dân số trên 86 triệu người (thống kê 2009) thì có tới gần 100% người Việt Nam sử dụng gạo làm lương thực chính, vì vậy diện tích trồng lúa của nước ta cũng chiếm tới 80% diện tích đất trồng trọt của cả nước. Ngày nay, cùng với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật thì nền nông nghiệp trên thế giới nói chung và nông nghiệp Việt Nam nói riêng có những bước phát triển đáng kể. Theo thống kê của Tổ chức Nông nghiệp và lương thực Liên Hợp Quốc thì diện tích trồng lúa trên thế giới không ngừng tăng lên. Tổng diện tích cho trồng lúa hiện nay có khoảng gần 154 triệu ha. Tổng sản lượng lúa gạo đạt trên 615 triệu tấn, cung cấp cho cả dân số thế giới. Bên cạnh đó năng suất lúa của tỉnh Phú Thọ đã có bước tăng đáng kể, đóng góp trong đó là sự phát triển của các giống lúa lai. Tuy nhiên giống lúa lai cũng bộc lộ những hạn chế nhất định trong sản xuất lúa của tỉnh do đòi hỏi đầu tư thâm canh cao, chất lượng gạo trung bình, không chủ động được giống, giá giống cao, chưa phù hợp với tập quán để giống hàng vụ, hàng năm tỉnh đã chi cho hỗ trợ giống lúa lai hàng chục tỷ đồng nhằm hỗ trợ giá giống cho bà con nông dân trên địa bàn nhưng hiệu quả kinh tế không đáng kể. Trong khi đó giống lúa thuần giải quyết được khá triệt để những hạn chế của giống lúa lai. Giống QR15 là giống lúa thuần có nhiều đặc điểm nông học tốt, tiềm năng Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
2 năng suất cao và được kết luận là giống lúa triển vọng trong khảo nghiệm cơ bản. Vì vậy, cùng với quá trình khảo nghiệm cơ bản, giống lúa QR15 đã được sản xuất tại địa phương Phú Thọ để đánh giá khả năng thích ứng và khả năng mở rộng vào sản xuất đại trà. Do nhu cầu về an ninh lương thực và chất lượng cuộc sống nên sản phẩm gạo chất lượng tại nhiều địa phương trên địa bàn tỉnh Phú Thọ không ngừng tăng lên. Xuất phát từ thực tế đó chúng tôi thực hiện đề tài“Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật cho giống lúa QR15 tại thị xã Phú Thọ - tỉnh Phú Thọ” 2. Mục tiêu yêu cầu của đề tài 2.1. Mục tiêu Xác định tổ hợp phân bón và mật độ thích hợp trong canh tác giống lúa QR15 tại thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ. 2.2. Yêu cầu - Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất, khả năng chống chịu của giống QR15 trong điều kiện sản xuất vụ mùa và vụ xuân tại thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ. - Nghiên cứu xác định mật độ gieo cấy và tổ hợp phân bón phù hợp cho giống lúa QR15 trong điều kiện sản xuất vụ mùa và vụ xuân. - Khuyến cáo các biện pháp kỹ thuật thích hợp đối với giống lúa QR15 trong điều kiện sản xuất của địa phương. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học - Xác định tổ hợp phân bón và mật độ cấy cho giống lúa QR15, góp phần xây dựng quy trình gieo trồng giống lúa QR15 tại tỉnh Phú Thọ. - Kết quả nghiên cứu của đề tài đóng góp và bổ sung vào tài liệu phục vụ cho công tác giảng dạy, nghiên cứu và chỉ đạo sản xuất. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu góp phần cải thiện quy trình làm tăng năng suất, hiệu quả kinh tế cho sản xuất lúa. Góp phần đảm bảo an ninh lương thực, nâng cao chất lượng đời sống cho nông dân tỉnh Phú Thọ. Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Lúa Oryza sativa L có nguồn gốc xuất xứ từ Trung Quốc và Ấn Độ (Sampath và Rao, 1951) [37]. Theo (TT Chang, 1976) [31] thì Oryza sativa xuất hiện đầu tiên trên một vùng rộng lớn từ lưu vực sông Ganges dưới chân núi Himalaya qua Myanmar, Bắc Thái Lan, Lào đến Việt Nam và Nam Trung Quốc. Ông còn cho rằng lúa Indica phát sinh từ vùng Nepal, Myanmar, Vân Nam (Trung Quốc) đến khu vực sông Hoàng Hà và từ Việt nam phát tán dần lên tận lưu vực sông Dương Tử, từ đó phát sinh những biến dị thích ứng và hình thành các chủng chịu lạnh Japonica (hoặc Oryza Sinica). Việt Nam là một nước nông nghiệp, có 75% dân số sản xuất nông nghiệp và từ lâu cây lúa đã ăn sâu vào tiềm thức người dân, nó có vai trò rất quan trọng trong đời sống con người. Lúa gạo không chỉ giữ vai trò trong việc cung cấp lương thực nuôi sống mọi người mà còn là mặt hàng xuất khẩu đóng góp không nhỏ vào nền kinh tế quốc dân. Mặt khác, do có điều kiện tự nhiên thuận lợi phù hợp cho cây lúa phát triển nên lúa được trồng ở khắp mọi miền của đất nước. Trong quá trình sản xuất lúa đã hình thành nên 2 vùng sản xuất rộng lớn đó là vùng Đồng bằng châu thổ Sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long (Bùi Huy Đáp, 2002) [10]. Trong sản xuất nông nghiệp mỗi giống lúa đều có ưu, nhược điểm song sự chuyển dịch cơ cấu giống lúa thuần như thế nào để giải quyết được nhu cầu cấp bách của người dân nghèo mà vẫn có lợi về mặt tài chính, đem lại hiệu quả kinh tế cao và phù hợp với đặc điểm của vùng sản xuất, của một không gian, thời gian nhất định và được người dân chấp nhận và mở rộng là việc làm cần phải được nghiên cứu. Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
4 Mỗi giống lúa cần một lượng dinh dưỡng nhất định để cho năng suất cao và chất lượng tốt. Trong các yếu tố dinh dưỡng thì 3 nguyên tố đạm, lân, kali là những nguyên tố quan trọng nhất. Việc đồng hóa các nguyên tố dinh dưỡng của mỗi giống lúa trên mỗi loại đất, mùa vụ và điều kiện sinh thái khác nhau sẽ khác nhau. Do đó cần có những nghiên cứu cụ thể cho từng giống lúa tại từng địa phương. Đồng thời với yếu tố dinh dưỡng, mật độ thích hợp cho từng giống lúa tại từng điều kiện cũng khác nhau. Mật độ cấy của cây lúa phụ thuộc vào giống, tùy thuộc vào chiều cao, khả năng đẻ nhánh của chúng. Mỗi giống lúa phụ thuộc vào từng loại đất, điều kiện dinh dưỡng và môi trường. Giống lúa QR15 đã được gieo trồng thử nghiệm tại tỉnh Phú Thọ, bước đầu cho năng suất cao và chất lượng tốt được thị trường ưa chuộng. Tuy nhiên, để sản xuất bền vững cần có quy trình kỹ thuật cụ thể cho lúa QR15 cho từng thời vụ tại Phú Thọ. Vì vậy, đề tài được tiến hành để xác định mật độ và tổ hợp phân bón phù hợp cho sản xuất lúa chất lượng cao QR15 tại địa phương. 1.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa trên thế giới và ở Việt nam 1.2.1. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa trên thế giới 1.2.1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới Cây lúa có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, có khả năng thích nghi rộng nên có thể trồng ở nhiều vùng khí hậu khác nhau và được trồng ở nhiều nơi trên Thế giới. Hiện nay trên Thế giới có trên 100 nước trồng lúa ở hầu hết các châu lục, với tổng diện tích thu hoạch là 165,163 triệu ha (Faostat, 2015) [41]. Tuy nhiên sản xuất lúa gạo vẫn tập trung chủ yếu ở các nước châu Á nơi chiếm tới 90% diện tích gieo trồng và sản lượng (Rice Almanac, 1997) [35]. Trong đó Ấn Độ là nước có diện tích thu hoạch lúa lớn nhất (43,94 triệu ha), tiếp đến là Trung Quốc (30,31 triệu ha). Diện tích trồng lúa trên Thế giới đã gia tăng rõ rệt qua các năm. Năm 1961 có 115.365.135 ha, năm 1970 là 132.873.227 ha, năm 1980 có 144.412.384 ha, năm 1990 có 146.960.085 ha, năm 2000 là 153.063.634, năm 2010 có 161.195.005 ha và đến năm 2013 đã Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
5 đạt được 165.163.423 ha. Như vậy trong vòng 53 năm, diện tích trồng lúa trên Thế giới đã tăng 49.798.000 ha. Tăng bình quân 938.000 ha mỗi năm. Diện tích trồng lúa tập trung ở châu Á (khoảng 90%), đồng thời châu Á cũng là nơi tiêu thụ khoảng 90% sản lượng gạo Thế giới. Riêng 8 nước là Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Indonesia, Bangladesh, Việt Nam, Mianma, Nhật Bản chiếm 85% sản lượng lúa của Thế giới. Hiện nay, các nước có diện tích lúa lớn nhất theo thứ tự phải kể là Ấn Độ 43,94 triệu ha, Trung Quốc 30,31 triệu ha, Indonesia 13,83 triệu, Thai Lan 12,37 triệu ha, Việt Nam đứng hàng thứ 7 là 7,9 triệu ha tiếp đến là Mianma, Căm Pu Chia, Pakistan... (Faostat, 2015) [41]. Năng suất lúa bình quân trên Thế giới cũng tăng đều trong vòng 53 năm từ 1961 đến nay [41]. Đặc biệt là từ sau cuộc cách mạng xanh của Thế giới vào những năm 1965 - 1970, với sự ra đời của các giống lúa thấp cây, ngắn ngày, không cảm quang, mà tiêu biểu là giống lúa IR5, IR8. Các giống lúa này có yêu cầu kỹ thuật cao hơn, tạo điều kiện cho các nước phát triển tăng nhanh sản lượng lúa bằng con đường tăng năng suất nhờ có điều kiện phát triển hệ thống thủy lợi hoàn chỉnh và đầu tư phân bón, kỹ thuật cao (Nguyễn Thị Lẫm, 2003) [19]. Kết quả bảng 1.1 cho thấy, trong 10 năm gần đây diện tích lúa Thế giới tăng 14,53 triệu ha, trung bình tăng 1,45 triệu ha/năm, những năm tăng nhanh là 2005 tăng 4,48 triệu ha, năm 2008 tăng 2,95 triệu ha, năm 2011 và 2013 đều tăng 2 triệu ha so với năm trước. Về năng suất tăng đều qua các năm, qua 10 năm năng suất đã tăng từ 4.035 kg năm 2004 lên 4.485 kg, tăng 450 kg/ha. Như vậy trung bình mỗi năm năng suất lúa Thế giới tăng 45 kg/ha. Do diện tích và năng suất tăng dần nên sản lượng lúa cũng tăng dần qua các năm. Trong 10 năm sản lượng đã tăng từ 607 triệu tấn năm 2004 tăng lên 740 triệu tấn năm 2013, tăng 133 triệu tấn trong vòng 10 năm. Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
6 Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lƣợng lúa Thế giới trong 10 năm gần đây Năm Diện tích (ha) Năng suất (ta/ha) Sản lƣợng (tấn) 2004 150.652.867 4.035 607.910.422 2005 155.133.038 4.090 634.506.815 2006 155.782.304 4.115 641.079.748 2007 155.998.669 4.214 657.413.530 2008 158.955.388 4.309 685.013.374 2009 158.308.310 4.339 686.970.049 2010 161.649.405 4.350 703.154.016 2011 163.626.363 4.431 724.959.981 2012 163.199.090 4.410 719.738.273 2013 165.163.423 4.485 740.902.273 Nguồn Faostat 2015[41]. Theo thống kê của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế, từ xa xưa đến nay lúa vẫn là cây lương thực được con người sử dụng làm lương thực nhiều nhất (Rice Almanac, 1997) [34]. Chính vì vậy, tổng sản lượng lúa trong vòng 53 năm qua đã tăng lên gấp hơn 3,4 lần từ 215 triệu tấn năm 1961 lên tới 740 triệu tấn năm 2013… (Faostat, 2015) [41]. 1.2.1.2. Tình hình nghiên cứu lúa trên Thế giới a. Nghiên cứu về phân bón Phân bón đóng vai trò quan trong đối với năng suất cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng. Đã có nhiều kết quả nghiên cứu về phân bón cho cây lúa đã cho kết luận về vấn đề này. Hiệp hội phân bón quốc tế (IFA) đã tiến hành nghiên cứu tại các nước phát triển trong những năm 1970 chỉ rõ: Nếu không sử dụng phân bón thì sản lượng lương thực ở các nước này sẽ giảm 40 - 50% (Lê Văn Căn, 1978) [5]. Theo đánh giá của FAO năm 1984 cho thấy 50% sản lượng nông nghiệp tăng ở các nước đang phát triển trong thập kỷ 70 là do sử dụng phân bón Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
7 (Rice Almanac, 1997) [35]. Mọi loại cây trồng đều có một quá trình hấp thu vận chuyển chất dinh dưỡng vô cơ, chuyển hóa thành chất hữu cơ, cấu tạo nên các cơ quan bộ phận trong cơ thể. Phân tích thành phần dinh dưỡng trong quá trình sinh trưởng của cây lúa cho thấy quy luật hấp thu các chất dinh dưỡng diễn biến như sau: Quá trình hấp thu đạm: Cây lúa hấp thu đạm sớm ngay từ thời kỳ mạ có 1,5 - 3 lá. Tuy nhiên từ khi bắt đầu đến kết thúc đẻ nhánh đặc biệt vào thời kỳ đẻ nhánh rộ lúa hấp thu đạm rất mạnh sau đó mức độ giảm dần. Theo tính toán của các nhà khoa học Trung Quốc vào thời kỳ đẻ rộ đến phân hóa đòng lúa hấp thu 3.520gam N/ha/ngày, chiếm 34,68% tổng lượng đạm hấp thu trong suốt quá trình sinh trưởng. Giai đoạn từ bắt đầu đẻ nhánh đến đẻ nhánh rộ hấp thu 2.337gam N/ha/ngày, chiếm 26,82%. Như vậy quá trình hấp thu của lúa rất tập trung nên cần bón ngay từ thời kỳ đầu (khoảng 50 - 60% tổng lượng đạm cần cung cấp) và bón thúc. Vào giai đoạn cuối của quá trình sự hấp thu đạm của lúa giảm hơn giai đoạn đầu, nên không cần cung cấp thêm đạm, cây lúa có thể sử dụng lượng đạm dự trữ (Hargopal .T, 1988) [33]. Quá trình hấp thu lân: Thời kỳ đẻ rộ và thời kỳ chín hàm lượng lân trong thân lá tương đối cao. Thời kỳ đẻ rộ đến phân hóa đòng lúa hấp thu khoảng 84,27% tổng lượng lân cây hút. Lân là yếu tố có trong thành phần cấu tạo tế bào. Đối với loại cây trồng sinh trưởng mạnh cần bón lân sớm đầy đủ giúp cho cây sinh trưởng cân đối (Hargopal .T, 1988) [33]. Vai trò của kali đối với việc nâng cao năng suất lúa: Từ những kết quả nghiên cứu người ta đã phát hiện kali trở thành yếu tố hạn chế đối với cây trồng trên nhiều loại đất và đối với các giống lúa. Hạn chế do thiếu kali trước đây chỉ được xác định trên các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ, đất bạc mầu. Việc xác định kali cũng là yếu tố hạn chế năng suất trên nhiều loại đất khác nhau đã hình thành tiến bộ kỹ thuật bón cân đối NPK và quản lý dinh dưỡng cây trồng tổng hợp. Tiến bộ kỹ thuật này được áp dụng rộng rãi trong cả nước, đặc biệt các vùng thâm canh (Hargopal .T, 1988) [33]. Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
8 Kali là một trong 3 yếu tố dinh dưỡng quan trọng nhất đối với cây lúa, lúa hút kali nhiều nhất sau đó mới đến hút đạm, để thu được 1 tấn thóc cây lúa lấy đi 22-26 kg kali nguyên chất (Hargopal .T, 1988) [33]. Thí nghiệm đồng ruộng của IRRI tại 3 điểm khác nhau trong 5 năm cho thấy phân kali có ảnh hưởng tới năng suất lúa trong cả 2 vụ. Trong Mùa khô trên nền 140N, 60P2O5 bón 60 K2O/ha đạt năng suất 6,78 tấn/ha, cho bội thu năng suất do bón kali 12,8kg thóc/kg K2O. Trong Mùa mưa trên nền 70N, 60P2O5 bón 60 K2O/ha đạt năng suất 4,96 tấn/ha, cho bội thu năng suất do bón kali trung bình 5 vụ đạt 440 kg thóc, với hiệu suất phân bón 6,1 kg thóc/kg K2O (T Hargopal, 1988) [33]. Vai trò cân đối đạm - kali càng lớn khi lượng đạm sử dụng càng cao. Không bón kali hệ số sử dụng của đạm chỉ đạt 15-30%. Trong khi bón kali hệ số này tăng lên 39-49%. Như vậy năng suất không hẳn là do bón kali mà là kali điều chỉnh dinh dưỡng đạm làm cho cây hút được nhiều đạm và các chất dinh dưỡng hơn. Dự trữ kali trong đất lớn hơn đạm và lân nhiều, trong đất luôn có sự chuyển hóa giữa các dạng kali theo một cân bằng động (Vũ Hữu Yêm, 1995) [30]. Đến nay đã cơ bản khắc phục được hiện tượng thiếu lân với các vùng trồng lúa. Vấn đề cần phải khắc phục là hiện tượng thiếu kali. Vấn đề là tỷ lệ N:K được đánh giá là quan trọng trong việc xác định lượng phân bón cho lúa. Giá trị tuyệt đối theo tác giả nước ngoài là 1:1 hay 1:1,25 thay đổi tùy theo đất (H.L.S Tandon và I.J Kimo, 1995), [32]. Theo IPI, 1993 [34] lúa sử dụng khối lượng nước rất lớn, vì vậy nước tưới có thể là nguồn cung cấp kali chính cho lúa. Hàm lượng kali trong nước tới 25ppm tương đương bón 60kg K20/ha, khi hàm lượng kali trong nước tưới đạt 40ppm có thể đáp ứng được nhu cầu kali cho lúa ở mức năng suất 10 tấn/ha. Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
9 b. Nghiên cứu về mật độ cấy Theo Katayama khi cây lúa ra được 4 lá thật là có khả năng đẻ nhánh, và cứ ra được một lá đẻ được một nhánh. Khi nhánh có trên 4 lá xanh, có thể sống hoàn toàn tự lập, trở thành một nhánh hữu hiệu rồi thành bông sau này. Tuy vậy mầm hoặc nhánh cũng có thể teo đi hoặc phát triển không đầy đủ 4 lá do điều kiện đẻ muộn, hoặc do điều kiện ngoại cảnh không thuận lợi: thiếu nước, gặp nhiệt độ thấp, thiếu dinh dưỡng, thiếu ánh sáng, quần thể quá rậm rạp, sâu bệnh, đây chính là đẻ nhánh vô hiệu. Sản lượng, số bông số nhánh không nhất thiết tỷ lệ với nhau. Nhưng thường nếu năng suất cao thì số bông cũng nhiều và do đó số nhánh đẻ cũng cao, vì vậy muốn tăng sản lượng lúa phải làm cho lúa đẻ nhánh nhiều. Tăng số nhánh là một chuyện rất dễ dàng, nhưng nhiều khi không những không tăng được số bông mà lúa lại dễ bị lốp và sâu bệnh phá hại. Có nhiều trường hợp tuy tăng được số nhánh nhưng không đạt được sản lượng cao như ý muốn. Nhưng cũng có trường hợp tăng số nhánh do đó tăng được năng suất. Đứng về phương diện sinh trưởng của cây lúa mà xét thì có thể có 2 mặt. Thứ nhất là bộ rễ lúa có được chăm sóc, quản lý tốt không. Thứ hai là bộ phận trên mặt đất, đặc biệt là việc điều chỉnh số nhánh có thích hợp không (Togari Matsuo, 1977) [38]. Ở Nhật Bản, mạ tốt là mạ non, cấy xuống cây mạ bén rễ rất nhanh, mật độ cấy tiêu chuẩn ở Hokkaido là 35 x 15 cm, mỗi khóm 3 dảnh. Theo kết quả nghiên cứu của trạm thí nghiệm nông nghiệp ở Hokkaido cho thấy trong một phạm vi mật độ nhất định thì năng suất hầu như không thay đổi. Mật độ cấy thích hợp nhất thay đổi tùy theo lượng phân bón và đặc tính giống. Ở vùng nhiệt đới như Ấn Độ, cấy lúa chín sớm với mật độ 15 x 15 cm, mỗi khóm lúa 2 dảnh, với lúa chín muộn khoảng cách 20 x 20 cm hoặc 15 x 23cm, mỗi khóm 2 dảnh. Còn những nơi đất tốt có thể cấy 30 x 15 cm (Tanaka Akira, 1981) [26]. Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
10 Ở Nhật Bản khoảng cách cấy ngày càng được mở rộng dần. Tương lai sau này áp dụng những giống tốt, bón nhiều phân thì có thể cấy khoảng cách 25 x 25 cm hoặc 30 x 30 cm (Tanaka Akira, 1981) [26]. Mật độ là số cây, số khóm được trồng cấy trên một đơn vị diện tích, với lúa cấy thì mật độ được tính bằng đơn vị khóm/m2, lúa gieo thẳng được tính bằng số hạt mọc. Trên một đơn vị diện tích nếu mật độ càng cao (cấy dầy) thì số bông càng nhiều, song số hạt/bông càng ít (bông bé), tốc độ giảm số hạt/bông mạnh hơn tốc độ tăng của mật độ. Vì thế cấy dầy quá sẽ làm cho năng suất giảm nghiêm trọng. Tuy nhiên, nếu cấy với mật độ quá thưa đối với các giống lúa có thời gian sinh trưởng ngắn thì rất khó hoặc không thể đạt được số bông tối ưu. Các kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học với các giống lúa khác nhau đều khẳng định: khi các khâu kỹ thuật khác được duy trì thì chọn một mật độ vừa phải là phương án tối ưu để đạt được số lượng hạt thóc nhiều nhất trên đơn vị diện tích gieo cấy. Mật độ cấy là một biện pháp kỹ thuật quan trọng, nó phụ thuộc vào đặc điểm của giống, điều kiện đất đai, nước tưới, dinh dưỡng, trình độ thâm canh của người dân… Khi nghiên cứu về vấn đề này Sasato (1966) đã kết luận: trong điều kiện dễ canh tác, lúa mọc tốt thì nên cấy mật độ thưa, ngược lại phải cấy dầy. Giống lúa cho nhiều bông thì cấy dầy không có lợi bằng giống to bông, vùng lạnh nên cấy dầy hơn vùng nóng ẩm, mạ dảnh to nên cấy thưa hơn mạ dảnh nhỏ, lúa gieo muộn nên cấy dầy hơn lúa gieo sớm Nghiên cứu về khả năng đẻ nhánh (S.Yoshida, 1985) [24] đã khẳng định: Trong ruộng lúa cấy, khoảng cách thích hợp cho lúa đẻ nhánh khoẻ và sớm thay đổi từ 20 x 20cm đến 30 x 30cm. Theo ông việc đẻ nhánh chỉ xảy ra đến mật độ 300 cây/m2, nếu tăng số dảnh cấy lên nữa thì chỉ có những dảnh chính cho bông. Năng suất hạt tăng lên khi mật độ cấy tăng lên 182 - 242 dảnh/m2. Số bông trên đơn vị diện tích cũng tăng theo mật độ nhưng lại giảm số hạt trên bông. Mật độ cấy thực tế là vấn đề tương quan giữa số dảnh cấy và Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn