Tài liệu Ảnh hưởng của mật độ và số dảnh cấy khóm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa tại huyện yên dũng, tỉnh bắc giang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN ------------------------ LƯU THỊ PHƯƠNG DUNG Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA MẬT ĐỘ VÀ SỐ DẢNH CẤY/KHÓM ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT LÚA TẠI HUYỆN YÊN DŨNG, TỈNH BẮC GIANG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thái Nguyên, 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN ------------------------ LƯU THỊ PHƯƠNG DUNG Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA MẬT ĐỘ VÀ SỐ DẢNH CẤY/KHÓM ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT LÚA TẠI HUYỆN YÊN DŨNG, TỈNH BẮC GIANG Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 60 62 01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Hoàng Văn Phụ Thái Nguyên, 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chƣa hề sử dụng để bảo vệ trong một học vị nào. Các thông tin tài liệu trình bày trong luận văn này đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc. Tác giả Lƣu Thị Phƣơng Dung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình triển khai đề tài tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ quý báu của các cá nhân, cơ quan và đơn vị. Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo Khoa Sau đại học, các thầy cô Trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Trân trọng cảm ơn lãnh đạo Ủy ban nhân dân Huyện Yên Dũng, Ủy ban nhân dân xã Tƣ Mại đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về thời gian và địa điểm, đồng thời cung cấp các thông tin cần thiết trong việc triển khai đề tài. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Hoàng Văn Phụ - Giảng viên Trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên; Giám đốc Phòng Quan hệ Quốc tế Đại học Thái Nguyên. Ngƣời hƣớng dẫn khoa học đã giành nhiều thời gian và tâm huyết chỉ bảo tôi phƣơng pháp và những kiến thức cần thiết trong thời gian thực tập. Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ, động viên tôi trong thời gian thực tập. Tác giả Lƣu Thị Phƣơng Dung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................... ii MỤC LỤC ...................................................................................................iii BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT – KÍ HIỆU ................................................... vi DANH MỤC CÁC BẢNG .......................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................... viii Phần 1: MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1 1.2. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................ 2 1.3. Giả thiết nghiên cứu.......................................................................................... 2 1.4. Ý nghĩa của đề tài ............................................................................................. 2 Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................ 3 2.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................. 3 2.1.1. Cơ sở khoa học .............................................................................................. 3 2.1.2. Cơ sở thực tiễn............................................................................................... 5 2.2. Một số đặc điểm của cây lúa liên quan đến kỹ thuật thâm canh lúa ................... 6 2.2.1. Đặc điểm lá lúa .............................................................................................. 6 2.2.2. Đặc điểm sự đẻ nhánh của lúa ........................................................................ 7 2.2.3. Dinh dƣỡng với cây lúa.................................................................................. 9 2.3. Tình hình nghiên cứu về vấn đề cải tiến phƣơng thức canh tác lúa trên thế giới và Việt Nam hiện nay .......................................................................... 10 2.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................... 10 2.3.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ................................................................ 16 Phần 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 23 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................................... 23 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................... 23 3.2.1. Địa điểm nghiên cứu .................................................................................... 23 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 3.2.2. Thời gian nghiên cứu ................................................................................... 23 3.3. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 23 3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 23 3.4.1. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm ..................................................................... 23 3.4.2. Điều kiện thí nghiệm.................................................................................... 25 3.4.3. Các chỉ tiêu và phƣơng pháp theo dõi .......................................................... 26 3.4.3.1. Thời gian sinh trƣởng................................................................................ 26 3.4.3.2. Chỉ tiêu về khả năng đẻ nhánh .................................................................. 26 3.4.3.3. Trọng lƣợng khô của thân, lá và khả năng tích luỹ vật chất khô ................ 27 3.4.3.4. Chỉ số diện tích lá (LAI) ........................................................................... 27 3.4.3.5. Chỉ tiêu về khả năng chống chịu ............................................................... 27 3.4.3.6. Chỉ tiêu về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất ............................ 28 3.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu .............................................................................. 29 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 30 4.1. Điều kiện thời tiết, khí hậu tại tỉnh Bắc Giang vụ mùa 2010 và vụ xuân 2011 .................................................................................................. 30 4.2. Ảnh hƣởng của mật độ và số dảnh cấy/khóm đến một số chỉ tiêu sinh trƣởng, phát triển của giống lúa Bắc thơm số 7 ............................................ 32 4.2.1. Ảnh hƣởng của mật độ và số dảnh cấy/khóm đến thời gian sinh trƣởng của giống Bắc thơm số 7 ............................................................................. 32 4.2.2. Ảnh hƣởng của mật độ và số dảnh cấy/khóm đến khả năng đẻ nhánh của giống Bắc thơm số 7 .................................................................................... 34 4.2.3. Ảnh hƣởng của mật độ và số dảnh cấy/khóm đến chỉ số diện tích lá của giống Bắc thơm số 7 .................................................................................... 42 4.2.4. Ảnh hƣởng của mật độ và số dảnh cấy/khóm đến khả năng tích lũy vật chất khô của giống Bắc thơm số 7. .............................................................. 44 4.3. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến khả năng chống chịu của giống Bắc thơm số 7 .................................................................................... 49 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v 4.3.1. Khả năng chống đổ của giống Bắc thơm số 7 ở mật độ cấy và số dảnh cấy khác nhau. ............................................................................................. 49 4.3.2. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến khả năng chống chịu sâu bệnh của giống Bắc thơm số 7 trong vụ mùa 2010....................................... 51 4.4. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống Bắc thơm số 7 .................................................... 56 4.4.1. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến chiều dài bông, số gié cấp 1 và số gié cấp 2 của giống Bắc thơm số 7 .............................................................. 56 4.4.2. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy/khóm đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống Bắc thơm số 7 ................................ 60 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................... 69 5.1. Kết luận .......................................................................................................... 69 5.1. Đề nghị ........................................................................................................... 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 71 PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT – KÍ HIỆU CSDTL: Chỉ số diện tích lá NSLT: Năng suất lý thuyết NSTT: Năng suất thực thu Nxb: nhà xuất bản P1000 hạt: Khối lƣợng 1000 hạt *: Sai khác nhau ở mức tin cậy 95% **: Sai khác nhau ở mức tin cậy 99% ns: Không có sự sai khác a, b, c, d, e, f, g là những chữ cái biểu thị kết quả phân nhóm trong so sánh Duncan. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 4.1. Một số yếu tố khí hậu, thời tiết qua các tháng trong vụ mùa năm 2010 (tháng 6 – tháng 11) và vụ xuân năm 2011 (tháng 1 – tháng 6) ............... 30 Bảng 4.2. Thời gian sinh trƣởng của giống Bắc thơm số 7 trong vụ mùa năm 2010 ..... 32 Bảng 4.3. Thời gian sinh trƣởng của giống Bắc thơm số 7 trong vụ xuân năm 2011 .... 33 Bảng 4.4. Khả năng đẻ nhánh của giống Bắc thơm số 7 trong vụ mùa 2010 .............. 35 Bảng 4.5. Khả năng đẻ nhánh của giống Bắc thơm số 7 trong vụ xuân 2011 .............. 40 Bảng 4.6. Chỉ số diện tích lá của giống Bắc thơm số 7 trong vụ mùa 2010 ............ 43 Bảng 4.7. Khả năng tích luỹ vật chất khô của giống Bắc thơm số 7 qua các thời kỳ trong vụ mùa 2010 .............................................................................. 45 Bảng 4.8. Khả năng tích luỹ vật chất khô của giống Bắc thơm số 7 qua các thời kỳ trong vụ xuân 2011 ..................................................................... 48 Bảng 4.9. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến khả năng chống đổ của giống Bắc thơm số 7 trong vụ mùa 2010 và vụ xuân 2011 ............... 50 Bảng 4.10. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến khả năng chống chịu sâu bệnh của giống Bắc thơm số 7 trong vụ mùa 2010 ........................... 52 Bảng 4.11. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến khả năng chống chịu sâu bệnh của giống Bắc thơm số 7 trong vụ xuân 2011........................... 55 Bảng 4.12. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến chiều dài bông, số gié cấp 1 và số gié cấp 2 của giống Bắc thơm số 7 trong vụ mùa 2010 ........... 57 Bảng 4.13. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến chiều dài bông, số gié cấp 1 và số gié cấp 2 của giống Bắc thơm số 7 trong vụ xuân 2011 .......... 59 Bảng 4.14. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống Bắc thơm số 7 trong vụ mùa 2010 .......... 61 Bảng 4.15. Ảnh hƣởng của mật độ cấy và số dảnh cấy đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống Bắc thơm số 7 trong vụ xuân 2011 ..... 66 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 4.1. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu ở các mật độ cấy khác nhau của giống Bắc thơm số 7 trong vụ mùa 2010 .......................................... 65 Hình 4.2. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu ở các mật độ cấy khác nhau của giống Bắc thơm số 7 trong vụ xuân 2011 ......................................... 68 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Đề án xây dựng thƣơng hiệu gạo thơm Yên Dũng đƣợc triển khai dựa trên kết quả mô hình sản xuất đại trà các giống lúa thơm đặc sản trên địa bàn huyện Yên Dũng từ năm 2006 đến nay. Nhằm khuyến khích các hộ tham gia đề án, hàng năm huyện trích ngân sách hỗ trợ 30% giá giống lúa cho nông dân, tăng cƣờng tổ chức các lớp tập huấn kỹ thuật gieo cấy, chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh theo kỹ thuật mới nhƣ: cấy lúa theo phƣơng pháp cải tiến mới SRI (System of Rice Intensification), “3 giảm, 3 tăng”…nhằm hạn chế lƣợng thuốc bảo vệ thực vật mà vẫn đảm bảo năng suất, chất lƣợng gạo… Các giống lúa chất lƣợng cao nhƣ: Bắc thơm số 7, Hƣơng thơm số 1, N46…đã đƣợc huyện đƣa vào sản xuất và đƣợc nông dân chấp nhận vì chúng đều cho năng suất ổn định và đem lại hiệu quả kinh tế cao. Trong số này, đáng chú ý hơn cả và đƣợc đa số ngƣời nông dân sản xuất là giống Bắc thơm số 7. Tuy đây là giống lúa có năng suất không thật cao nhƣng ổn định, chất lƣợng gạo đƣợc ngƣời tiêu dùng ƣa chuộng và đặc biệt là giá cả cao hơn gạo thƣờng từ 2000 đến 3000VNĐ/kg. Tuy nhiên, khi gieo cấy ở hộ gia đình giống lúa này thƣờng dễ bị nhiễm sâu bệnh dẫn đến năng suất bị ảnh hƣởng xấu. Nguyên nhân là do ngƣời nông dân thƣờng cấy nhiều dảnh lúa trên một khóm lúa (3 - 7 dảnh/khóm) và cấy với mật độ khá dày (khoảng 40 – 50 khóm/m2). Điều này dẫn đến quần thể lúa rậm rạp, tiêu hao nhiều chất dinh dƣỡng một cách vô ích và dễ bị nhiễm các loại sâu bệnh hại. Mặt khác, nhƣ chúng ta đã biết kỹ thuật cấy và mật độ cấy có ảnh hƣởng rất lớn đến sự phát triển của lúa và năng suất lúa do ảnh hƣởng trực tiếp đến cấu trúc quần thể của ruộng lúa. . Nhƣng mối quan hệ giữa Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 mật độ cấy và số dảnh cấy/khóm và sự tƣơng tác giữa chúng chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu đúng mức. Bởi vì các công trình nghiên cứu về vấn đề cấy và mật độ cấy còn rất khiêm tốn. Xuất phát từ những yêu cầu khoa học và thực tiễn nói trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của mật độ và số dảnh cấy/khóm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa tại huyện Yên Dũng, tỉnh Bắc Giang”. 1.2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ và số dảnh cấy đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất của giống lúa Bắc thơm số 7. Tìm ra mật độ và số dảnh cấy hợp lý cho năng suất cao để tiến tới khuyến cáo trong sản xuất lúa tại địa phƣơng. 1.3. Yêu cầu của đề tài Xác định đƣợc sự tƣơng tác giữa mật độ cấy và số dảnh cấy/khóm ảnh hƣởng nhƣ thế nào đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất của giống Bắc thơm số 7. Xác định đƣợc mật độ và số dảnh cấy cho năng suất cao nhất nhằm ứng dụng trong canh tác lúa. 1.4. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học: Tìm ra mối quan hệ tƣơng tác giữa mật độ cấy và số dảnh cấy/khóm ảnh hƣởng đến sinh trƣởng, phát triển của cây lúa. - Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất: Ứng dụng kết quả nghiên cứu này trong việc cải tiến kỹ thuật cấy lúa hiện nay bằng việc xác định mật độ cấy và số dảnh cấy phù hợp để đƣa vào quy trình sản xuất nhằm tiết kiệm giống, chi phí sản xuất, giảm sâu bệnh…và bảo vệ môi trƣờng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài 2.1.1. Cơ sở khoa học Năng suất lúa đƣợc hình thành từ các yếu tố, đó là: Số bông/m2. số hạt chắc/bông và trọng lƣợng 1000 hạt (P1000 hạt). Mối quan hệ đó đƣợc thể hiện bằng công thức: Số bông/m2 x số hạt chắc/bông x P1000 hạt Năng suất lúa (tạ/ha) = _______________________________________________________ 10000 Năng suất quan hệ với các yếu tố tạo thành năng suất là quan hệ toán học. Nhƣng giữa các yếu tố cấu thành năng suất trong một quần thể ruộng lúa lại có quan hệ sinh học thong qua mối quan hệ giữa quần thể và cá thể. Trong đó ta thấy: Số bông/m2 đặc trƣng cho quần thể, P1000 hạt đặc trƣng cho cá thể. Mối quan hệ này thể hiện tính thống nhất và mâu thuẫn. Khi cá thể tốt sẽ tạo điều kiện tạo nên quần thể tốt. Nhƣng khi cả quần thể quá tốt sẽ hạn chế cá thể phát triển: khi số bông tăng quá nhiều sẽ làm cho số hạt chắc/bông và P1000 hạt giảm đi. Trong sinh trƣởng và phát triển của cây lúa, mỗi thời kỳ sinh trƣởng sẽ tập trung vào một quá trình hoạt động trung tâm nhằm tạo ra những yếu tố nhất định góp phần tạo nên năng suất lúa sau này. Ta thấy: Thời kỳ đầu từ gieo đến cuối đẻ hữu hiệu là thời gian quyết định yếu tố bông/m2. Mật độ gieo cấy và sức đẻ nhánh hữu hiệu sẽ làm cho số bông/m2 nhiều hay ít vì: Số bông/m2 = Số dảnh cơ bản x Sức đẻ nhánh Hai yếu tố nói trên đƣợc quyết định ngay từ thời gian đầu là lúc gieo cấy và lúc đẻ nhánh. Để qua giai đoạn đó, sau này không còn cơ hội tác động nữa. Nắm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 đƣợc cơ cấu hình thành và thời gian quyết định từng yếu tố là điều cần thiết, là cơ sở khoa học để tác động các biện pháp kỹ thuật có hiệu quả [15, tr. 71-72]. Theo Nguyễn Văn Hoan, số dảnh cấy ở một khóm lúa phụ thuộc trƣớc hết vào số bông cần đạt/m2 và căn cứ vào mật độ đã chọn để đạt đƣợc số bông theo ý muốn. Nguyên tắc chung của việc xác định số dảnh cấy là: một khóm lúa dù cấy ở mật độ khác nhau, tuổi mạ khác nhau nhƣng cuối cùng cần đạt số bông theo yêu cầu để đạt đƣợc số lƣợng hạt thóc/m2 nhƣ mong muốn. Mật độ là số cây, số khóm đƣợc trồng cấy trên một đơn vị diện tích, với lúa cấy thì mật độ đƣợc đo bằng đơn vị khóm/m2. 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 thƣa đối với các giống lúa có thời gian sinh trƣởng ngắn thì rất khó hoặc không thể đạt đƣợc số bông tối ƣu. 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 đƣợc duy trì thì chọn một mật độ vừa phải là phƣơng án tối ƣu để đạt đƣợc số lƣợng hạt thóc nhiều nhất trên đơn vị diện tích gieo cấy (Nguyễn Văn Hoan, 2003 ) [10]. Xác định đƣợc mật độ gieo cấy lúa hợp lý là biện pháp kỹ thuật làm giảm sự phá hoại của sâu, bệnh, tăng đáng kể năng suất, chất lƣợng lúa cuối vụ. Xác định mật độ gieo cấy căn cứ vào các yếu tố sau: * Mật độ gieo cấy lúa phụ thuộc vào đặc điểm của giống lúa định gieo cấy: + Giống lúa chịu thâm canh càng cao, tiềm năng năng suất lớn mật độ gieo cấy càng dày và ngƣợc lại, giống lúa chịu thâm canh thấp mật độ gieo cấy thƣa hơn. Ví dụ mật độ gieo cấy giống lúa lai chịu thâm canh cao, tiềm năng năng suất lớn sẽ cao hơn mật độ gieo cấy các giống lúa nếp chịu thâm canh kém, tiềm năng năng suất trung bình. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 + Những giống lúa có bộ lá gọn, góc lá nhỏ, thế lá đứng gieo cấy mật độ dày hơn những giống lúa có phiến lá to, góc lá lớn. * Mật độ gieo cấy lúa phụ thuộc vào tuổi mạ: Tuổi mạ càng ngắn (mạ non) khả năng đẻ cao cấy thƣa hơn mạ già, tuổi mạ cao. * Xác định mật độ gieo cấy lúa hợp lý căn cứ vào độ phì của đất, khả năng thâm canh của hộ nông dân: Đất tốt, khả năng thâm canh cao mật độ gieo cấy thƣa hơn loại đất xấu, khả năng thâm canh thấp. * Xác định mật độ gieo cấy lúa hợp lý căn cứ vào mùa vụ: Vụ mùa, thời tiết nắng nóng cây lúa sinh trƣởng nhanh, đẻ sớm, đẻ nhiều cấy thƣa hơn vụ đông xuân nhiệt độ thấp, cây lúa lâu đẻ, đẻ kém nhƣ kinh nghiệm lâu năm của ngƣời nông dân "chiêm ăn dảnh, mùa ăn bông" [38]. 2.1.2. Cơ sở thực tiễn Cây lúa nƣớc giữ vai trò chủ đạo trong việc cung cấp lƣơng thực cho con ngƣời ở nhiều nƣớc trên thế giới nói chung và ở nƣớc ta lúa còn là một nông sản xuất khẩu mang lại giá trị cao cho nông nghiệp. Phƣơng hƣớng sản xuất lúa của Việt Nam là tập trung khai thác, đầu tƣ thâm canh cho những vùng có điều kiện thuận lợi để cây lúa có thể phát huy tối đa tiềm năng của giống. So với các nƣớc, Việt Nam chúng ta là nƣớc nông nghiệp nhƣng bình quân lại ít đất nông nghiệp nhất, dân tộc ta có nghề truyền thống trồng lúa nƣớc nhƣng bình quân lại có ít đất trồng lúa nhất. Thử so sánh, chúng ta hiện có trên 86,5 triệu dân nhƣng chỉ có gần 4,2 triệu ha đất trồng lúa, bình quân chỉ 485 m2/ngƣời, còn Thái Lan có 63 triệu dân nhƣng có tới 9,6 triệu ha trồng lúa nên bình quân của họ tới 1.500 m2/ngƣời, gấp hơn 3 lần chúng ta. Việt Nam hiện nay đƣợc xếp thứ 13 về dân số mà chƣa kể đến mỗi năm lại có thêm 1 triệu trẻ em chào đời. Mật độ dân số chúng ta rất cao, cao gấp 2 lần so với Trung Quốc, gấp 6,7 lần so với quy chuẩn của thế giới. Đất chật, ngƣời đông nên việc thâm canh, tăng vụ là tất nhiên [13]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 Song trong sản xuất lúa hiện nay ở Việt Nam nói chung và ở Đồng bằng Bắc bộ nói riêng, bà con nông dân vẫn còn tập quán đầu tƣ quá mức về phân bón hoá học (đặc biệt là phân đạm), lƣợng giống và thuốc bảo vệ thực vật. Đây là nhƣng nguyên nhân dẫn đến hiệu quả sản xuất lúa không cao mà còn gây ô nhiễm môi trƣờng. Nhiều nghiên cứu của Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long và những nghiên cứu hợp tác quốc tế với JIRCAS Nhật Bản cho thấy có thể tiết kiệm hơn 50 - 60% lƣợng hạt giống mà năng suất vẫn không thay đổi. Vì thế một yêu cầu cấp thiết hiện nay là chúng ta phải có nhƣng giải pháp khoa học giúp thâm canh lúa bền vững nhằm hƣớng đến một nền nông nghiệp bền vững và hiệu quả [13]. 2.2. Một số đặc điểm của cây lúa liên quan đến kỹ thuật thâm canh lúa 2.2.1. Đặc điểm lá lúa Lá lúa giữ vai trò quan trọng trong đời sống của cây. Thông qua sự sinh trƣởng và màu sắc của lá ta biết đƣợc cây lúa sinh trƣởng nhanh hay chậm, tốt hay xấu. Màu sắc, kích thƣớc phiến lá, góc lá thay đổi theo giống lúa, thời kỳ sinh trƣởng và hàm lƣợng dinh dƣỡng trong đất. Hƣớng chọn giống là chọn những giống lá có phiến lá to, bản lá dày, màu xanh đậm, góc lá hẹp sẽ có lợi cho quang hợp và tăng hiệu quả sử dụng ánh sáng. Trong quần thể ruộng lúa tồn tại lá của nhánh mẹ và lá của nhánh con. Tất cả tạo nên chỉ số diện tích lá (LAI) của quần thể. Chỉ số diện tích lá của ruộng lúa đạt cao nhất vào lúc trƣớc trỗ 7 ngày, vì lúc đó số lá đạt tối đa và diện tích từng lá tƣơng đối ổn định. Chỉ số diện tích lá của ruộng lúa có thể đạt đến 10 hoặc hơn chút ít, sau khi trỗ bông thì giảm xuống bởi một số lá già và chết đi. Trên thân chính của lúa có tổng số lá nhất định, tùy từng giống mà có tổng số lá khác nhau. Mỗi lá đều có chức năng nhất định tùy từng giai đoạn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 sinh trƣởng. Trong cùng một thời kỳ thì lá hoạt động động mạnh nhất là lá thứ hai từ trên xuống (lá công năng). Quan sát hình thái và sức sống của lá công năng, ta biết đƣợc sinh trƣởng của cây lúa tốt hay xấu [15, tr.57-59]. 2.2.2. Đặc điểm sự đẻ nhánh của lúa Đẻ nhánh là một đặc tính sinh học của cây lúa, liên quan chặt chẽ đến quá trình hình thành số bông và năng suất cây lúa. Cây lúa non hoặc cây mạ (ngƣời ta gọi là thân chính hay cây mẹ). Các nhánh mọc ra từ thân chính đƣợc gọi là nhánh nguyên thuỷ (cây lúa thƣờng có từ 5 - 7 nhánh nguyên thuỷ). Các nhánh mọc ra từ nhánh nguyên thuỷ đƣợc gọi là nhánh cấp 2 và các nhánh mọc ra từ nhánh cấp 2 đƣợc gọi là nhánh cấp 3. Nhánh nguyên thuỷ phát triển ở giữa thân chính và lá thứ hai kể từ gốc. Mặc dù vẫn dính liền vào thân cây mẹ tới tận những giai đoạn phát triển sau, nhƣng nhánh nguyên thuỷ vẫn độc lập kể từ khi nó có rễ riêng. Thời gian đẻ nhánh của cây lúa đƣợc tính từ khi lúa bén rễ hồi xanh đến khi làm đốt, làm đòng. Tuy nhiên ở ruộng mạ cũng có hiện tƣợng đẻ nhánh nếu mạ gieo thƣa hoặc những cây mạ quanh bờ có thể đẻ 1 - 2 nhánh đầu tiên khi có 4 - 5 lá (gọi là mạ ngạnh trê), nhƣng ngay lúc đó mật độ cây trong ruộng mạ tăng lên và quá trình đẻ nhánh ngừng lại. Về khả năng đẻ nhánh của cây lúa thì phụ thuộc vào phạm vi mắt đẻ (tức là số lá trên cây mẹ, tuổi mạ và số lóng đốt kéo dài) và điều kiện ngoại cảnh. Ngƣời ta cũng phân biệt thời gian đẻ nhánh hữu hiệu và vô hiệu. Trên cây lúa, thông thƣờng chỉ có những nhánh đẻ sớm, ở vị trí mắt đẻ thấp, có số lá nhiều, điều kiện dinh dƣỡng thuận lợi mới có điều kiện phát triển đầy đủ để trở thành nhánh hữu hiệu (nhánh thành bông). Còn những nhánh đẻ muộn, thời gian sinh trƣởng ngắn, số lá ít thƣờng trở thành nhánh vô hiệu [35]. Nhánh lúa đƣợc hình thành từ các mắt trên cây mẹ tại đốt của thân. Theo thuyết của Katayama thì cây lúa ra đƣợc 4 lá thật đều có khả năng đẻ nhánh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 và cứ ra đƣợc một lá thì đẻ thêm đƣợc một nhánh và co khả năng lớn lên thành nhánh, có trên 4 lá xanh để sống hoàn toàn tự lập, trở thành nhánh hữu hiệu. Đẻ nhánh là tập tính, là đặc điểm sinh vật học của cây lúa. Quần thể ruộng lúa có khả năng tự điều tiết. Khi cấy thƣa, đủ dinh dƣỡng lúa đẻ nhiều. Khi cấy dày, quần thể rậm rạp thì nhánh đẻ ra sẽ bị lụi tàn bớt. Khả năng đẻ nhánh của lúa nhiều hay ít phụ thuộc nhiều hay ít phụ thuộc nhiều vào đặc điểm của giống. Một giống lúa đẻ ít hay nhiều còn phụ thuộc vào tuổi mạ, kỹ thuật cấy, điều kiện dinh dƣỡng, nƣớc và điều kiện ngoại cảnh. Khi cấy mạ non, cấy nông tay sẽ làm tăng phạm vi mắt đẻ và tăng khả năng đẻ nhánh. Lợi dụng khả năng đẻ nhánh của lúa, trong thâm canh muốn tăng số bông trên ruộng lúa ngoài việc cấy đúng mật độ, chúng ta nên xúc tiến các biện pháp kỹ thuật để lúa đẻ sớm, đẻ tập trung, làm tăng sức đẻ hữu hiệu, không để quần thể quá rậm rạp, tốn dinh dƣỡng của cây mẹ [15, tr. 60-61]. Những yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng đẻ nhánh: Có rất nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến sự đẻ nhánh, nhƣng có 4 yếu tố ảnh hƣởng trực tiếp là: giống lúa, khoảng cách cấy, mùa vụ gieo cấy và mức phân đạm. a) Về giống lúa: Các giống thƣờng có sự khác nhau về khả năng đẻ nhánh. Khả năng đẻ nhánh của một giống có thể đạt đƣợc mức tối đa bằng cách cấy thƣa trên đất giàu dinh dƣỡng. Nhƣng trong những điều kiện thực tế đồng ruộng thì không thể nào đạt tới đích ấy. b) Về khoảng cách cấy: Khi ta tăng khoảng cách cấy giữa các cây (tức là mật độ cấy càng thƣa) thì số nhánh lúa trên 1 cây càng tăng nhƣng có giới hạn nhất định. Nếu cấy với mật độ quá thƣa đến bất hợp lý thì số nhánh lúa trên một đơn vị diện tích sẽ bị giảm đi. Vì vậy với một giống lúa nhất định, ngay từ khi nghiên cứu chọn, tạo giống thì tác giả đã phải nghiên cứu để đƣa ra một mật độ cấy cùng với điều kiện chăm sóc thích hợp trong quy trình kỹ thuật của giống lúa đó. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 c) Về mùa vụ gieo cấy: Thời gian đẻ nhánh của một giống lúa dài hay ngắn phụ thuộc vào thời vụ gieo cấy. Vụ chiêm xuân có thời gian đẻ nhánh dài hơn vụ mùa và trong cùng một vụ thì vụ sớm sẽ có thời gian đẻ nhánh dài hơn vụ muộn. Tuy nhiên, tuy có thời gian đẻ nhánh ngắn hơn nhƣng trong vụ mùa số nhánh lúa vẫn nhiều hơn trong vụ đông xuân. d) Về mức phân đạm: Có một nguyên tắc, nếu bón lƣợng cao hơn và sớm hơn thì số đẻ cũng nhiều hơn. Nếu bón thúc đạm sớm, quá trình đẻ nhánh sẽ diễn ra sớm hơn. Nếu bón phân nhiều, bón thúc muộn, thời gian đẻ nhánh sẽ kéo dài hơn [43]. 2.2.3. Dinh dưỡng với cây lúa Cũng nhƣ các loại cây trồng khác, lúa phải hút của đất một loạt chất khoáng N, P, K, Ca, Mg, Fe, Si…và các nguyên tố vi lƣợng. Ba nguyên tố chủ yếu là đạm, lân và kali. Khi phơi khô và đốt đi các bộ phận của cây lúa , ngoài đạm, các chất khoáng của cây lúa đều ở lại trong tro. Phân tích tro này sẽ biết đƣợc tỷ lệ gần đúng các chất có trong cây lúa ở từng giai đoạn sinh trƣởng, phát triển và trong các điều kiện canh tác khác nhau. Trong quá trình dinh dƣỡng khoáng của cây lúa có sự tƣơng quan mật thiết giữa chất này với chất khác; quá trình này lại phụ thuộc nhiều vào điều kiện bên ngoài và kỹ thuật canh tác. Lá lúa là bộ phận có lƣợng protein cao và tiến hành quang hợp mạnh mẽ. Đạm của lá lúa là nguồn protein chính của hạt. Bẹ lá tích trữ các sản phẩm khác của quang hợp nhƣ tinh bột. Thân tích trữ tinh bột, lân tích trữ ở thân cũng là nguồn lân chính của hạt. Rễ không tích trữ nhiều chất dinh dƣỡng hay tinh bột, nhiệm vụ chính của chúng là hút thức ăn. Bông lúa là nơi tích trữ các chất protein, đƣờng và các chất khoáng chuyển về trong quá trình làm hạt. Khi thiếu đạm, lân và lƣu huỳnh thì chiều dài lá, số lƣợng lá, số lƣợng bông và số lƣợng hạt trên bông đều giảm. Thiếu kali và magie sẽ làm giảm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 năng suất lúa và trọng lƣợng 1000 hạt. Tuy nhiên thành phần hoá học của bông không bị ảnh hƣởng nhiều do những thiếu hụt ấy. Nói chung các chất đƣợc đồng hoá thƣờng di chuyển tới những bộ phận đang sinh trƣởng mạnh và sẽ cung cấp năng lƣợng và vật chất cho các bộ phận này sinh trƣởng và phát triển. Trong thời kỳ đẻ nhánh, các chất này di chuyển đến các lá đang phát triển của cây mẹ và của nhánh rồi đến rễ. Trong thời kỳ phân hoá và phát triển đòng, chúng di chuyển đến những đòng non, đến các lá trên và các gióng đang phát triển. Sau khi lúa trỗ, các chất đồng hoá ở các lá trên đƣợc chuyển về hạt còn các chất đồng hoá ở các lá dƣới đƣợc chuyển về các bộ phận phía dƣới của cây, về rễ [5, tr.462-464]. Theo Nguyễn Nhƣ Hà (2006), bón phân lót trƣớc khi cấy làm mạ sau cấy nhanh bén rễ, đẻ nhánh sớm và mạnh, cần bón lót nhiều phân đạm khi gieo cấy trong điều kiện nhiệt độ thấp, cấy giống ngắn ngày hay đẻ nhánh kém, mật độ gieo cấy thƣa [8]. Vì vậy có thể nói mật độ cấy là một yếu tố thực tế khá quan trọng để xác định lƣợng phân bón hợp lý đối với cây lúa. 2.3. Tình hình nghiên cứu về vấn đề cải tiến phƣơng thức canh tác lúa trên thế giới và Việt Nam hiện nay 2.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 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 nhƣ không thay đổi. Mật độ cấy thích hợp nhất thay đổi tùy theo lƣợng phân bón và đặc tính giống. Ở vùng nhiệt đới nhƣ Ấn Độ, cấy lúa chín sớm với mật độ 15 x 15cm, mỗi khóm lúa 2 dảnh, với giống lúa chín muộn khoảng cách 20 x 20cm hoặc 15 x 23cm, mỗi khóm 2 dảnh. Còn những nơi đất tốt có thể cấy 30 x 15cm (Tanaka Akira, 1981) [22]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn