3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.2. Cơ sở thực tiễn
1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trong nước và trên thế giới
1.2.1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
Lúa gạo là một trong những cây trồng quan trọng nhất trên thế giới, được trồng ở nhiều vùng khí hậu khác nhau để nuôi sống con người. Nó là cây lương thực quan trọng trong bữa ăn hàng ngày của hàng tỷ người trên trái đất ở Châu Á, chân Phi và Mỹ latinh thuộc các nước nhiệt đới và á nhiệt đới. Tổng sản lượng và diện tích đứng sau lúa mì, nhưng năng suất cao hơn lúa mì và nhiều cây cốc khác.
Việc thuần hóa lúa oryza saltiva xảy ra cách đây khoảng 10.000 năm ở các thung lũng ven sông thuộc miền Nam, Đông Nam Á và Trung Quốc. Di tích cây lúa được tìm thấy ở Trung Quốc có niên đại khoảng 3.000 năm trước Công Nguyên. Từ Trung Quốc, cây lúa được đưa vào miền Nam Nhật Bản vào khoảng 100 năm trước Công Nguyên và mãi đến thế kỷ thứ 18 nó mới được đưa ra phía Bắc Nhật Bản. Người Bồ Đào Nha đưa cây lúa vào trồng ở Brazil, người Tây Ban Nha đưa lúa vào trồng ở miền Trung và một số vùng Nam Mỹ [8],[21].
Cây lúa được trồng ở vùng sông James, Virginia, Hoa Kỳ khoảng năm 1646, đến năm 1685 nó được trồng lần đầu tiên ở vùng thuộc địa Nam Carolina. Giống lúa “Carolina Goal” được đưa vào miền Nam Carolina, trong một cơn bão bắt buộc một chuyến tàu của Anh khởi hành từ Madagasca phải tìm nơi ẩn náu ở Chalesson. Trước khi rời cảng, người thuyền trưởng đã đưa cho cư dân vùng này khoảng 5kg giống lúa
19
và khởi đầu cho nghề trồng lúa ở Carolina. Năm 1718 lúa được đưa vào trồng ở Louisiana mhưng đến năm 1887 cây lúa mới được coi trọng. Sản xuất hàng hóa ở thung lũng Sacramento, Calfornia bắt đầu vào năm 1912 [9],[20],[21].
Theo báo cáo của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế thì hiện nay trên thế giới có khoảng 114 nước trồng lúa, được phân bố từ 53 vĩ độ Bắc đến 35 vĩ độ Nam. Trong đó vùng phân bố chủ yếu là Châu Á từ 30 vĩ độ Bắc đến 10 vĩ độ Nam, sản xuất khoảng 90% tổng sản lượng và Châu Á cũng là khu vực tiêu thụ khoảng 90% sản lượng gạo sản xuất toàn khu vực. Các nước ở Châu Phi, Châu Mỹ Latinh chưa cung cấp đủ lương thực trong nước nên tình trạng thiếu đói vẫn xảy ra hàng năm [10].
Bảng 1.9. Diễn biến sản xuất lúa gạo trên thế giới (1995- 2014) [39].
Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) 1995 149,4 36,6 547,0 2000 153,8 38,9 599,0 2008 156,9 41,5 651,7 2013 164,7 45,3 745,7
Bảng 1.10. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới năm 2013 tại các châu lục [39].
Châu lục Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) Thế giới 164,7 45,3 745,7 Châu Phi 10,9 26,8 29,4 Châu Mỹ 6,5 55,6 36,5 Châu Á 146,5 46,1 674,8 Châu Âu 0,65 60,1 3,9
20
Bảng 1.11. Tình hình sản xuất lúa gạo tại một số nước trên thế giới năm 2010 [39]
TT Tên nước Diện tích
(ha) Năng suất (kg/ha) Sản lượng (tấn 1. Úc 19.000 10.842,1 206.000 2. Ai Cập 459.525 9.421,7 4.329.500 3. Thổ nhĩ kỳ 98.966 8.689,9 860.000
4. Tây Ban Nha 122.500 7.562,4 926.400
5. Hoa Kỳ 1.462.950 7.537,5 11.027.000 6. Peru 388.659 7.285,0 2.831.370 7. Uruguay 161.900 7.095,4 1.148.740 8. Ma rốc 7.400 6.827,0 50.520 9. Greece 34.000 6.750,0 229.500 10. Ý 247.700 6.614,5 1.638.400 11. Trung Quốc 30.116.862 6.548,2 197.212.010 12. Nhật Bản 1.628.000 6.511,1 10.600.000
13. Nam Triều Tiên 892.074 6.506,2 5.804.000
14. The former Yugoslav
Republic of Macedonia 4.125 6.230,3 25.700
15. El Salvador 4.943 6.125,3 30.280
Nguồn: FAOSTAT | © FAO Statistics Division 2014 | 1.2.1.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
Việt Nam là một trong những nước sản xuất lúa gạo quan trọng trên thế giới, có vai trò quan trọng trong vấn đề an ninh lương thực toàn cầu. Sản xuất gạo ở Việt Nam đóng vai trò chủ yếu của nền kinh tế nông thôn, với gần 80% nông dân tham gia sản xuất lúa gạo. Lúa gạo được trồng trên nhiều miền địa hình khác nhau, trong nhiều vùng địa lý khác nhau từ Bắc vào Nam. Bao gồm Miền núi cao Tây Bắc, Tây Nguyên,
21
duyên hải Miền Trung và 2 đồng bằng lớn là đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long ở miền Nam.
Theo các tài liệu khảo cổ học thì nghề trồng lúa ở Việt Nam có từ 4.000-3.000 năm trước Công nguyên, lúa gạo được bắt đầu trồng từ thuở sơ khai của nền văn minh và phát triển cùng với lịch sử của đất nước.
Bảng 1.12. Diện tích gieo trồng, năng suất lúa và sản lượng lúa ở Việt Nam
(2004-2013) [40] Năm Lúa cả năm Diện tích (1.000 ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (1.000 tấn) 2004 7.328,0 48,6 35.700,1 2005 7.329,2 48,9 35.800,0 2006 7.324,8 48,9 35.800,0 2007 7.207,4 49,9 35.900,0 2008 7.414,3 52,5 38.700,0 2009 7.437,2 52,4 38.950,2 2010 7.489,4 53,4 40.005,6 2011 7.655,4 55,3 42.398,5 2012 7.761,2 56,3 43.737,8 2013 7.899,4 55,7 44.076,1
Tính đến năm 1939, ở Việt Nam có 2.450.000 ha, sản xuất được 2.407.000 tấn thóc, năng suất trung bình cả 2 miền xấp xỉ 13 tạ/ha. Sau chiến tranh thế giới lần thứ II, sản xuất lúa tại miền Bắc chủ yếu để tiêu thụ nội địa, ở miền Nam tiếp tục xuất khẩu nhưng không đáng kể (bình quân từ 1954-1960 khoảng 200.000 tấn) [1].
Bình quân năng suất lúa theo từng giai đoạn 5 năm ở Việt Nam tăng rất nhanh từ sau ngày đất nước hoàn toàn giải phóng. Trước năm 1975 năng suất lúa chỉ đạt khoảng 1,83 tấn/ha. Sau năm 1975 nhờ độc lập và thống nhất đất nước, những thay đổi về chính sách của nhà nước đã giúp nông dân đầu tư nhiều hơn vào sản xuất lúa gạo, năng suất lúa gạo tăng hàng năm. Giai đoạn 1979-1984 năng suất lúa đạt hơn 2 tấn/ha, đến giai đoạn 1990-1994 năng suất đạt 3 tấn/ha. Năng suất lúa liên tục tăng và đạt gần 4
22
tấn/ha trong giai đoạn 1995-1999. Giai đoạn 2000-2004 năng suất lúa bình quân đạt 4,5 tấn/ha [3].
1.2.2. Tình hình sản xuất lúa ở tỉnh Quảng Ngãi
Quảng Ngãi là một tỉnh thuộc khu vực duyên hải Nam Trung Bộ, cũng giống như các tỉnh khác ở miền Trung, sản xuất nông nghiệp của tỉnh gặp rất nhiều khó khăn do điều kiện khí hậu, thời tiết khắc nghiệt, hạn hán bão lụt thường xuyên xảy ra làm ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và sản lượng cây trồng [30].
Trước năm 2000, sản xuất lúa ở tỉnh Quảng Ngãi cũng thực hiện chế độ canh tác 3 vụ lúa/năm, dẫn đến khai thác đất cạn kiệt, trên đồng ruộng luôn có nhiều trà lúa đan xen nhau tạo điều kiện cho các đối tượng sâu bệnh phát sinh, tích lũy nguồn gây hại, làm cho năng suất lúa thấp, bấp bênh, không ổn định.
Bảng 1.13. Tình hình sản xuất lúa tại Quảng Ngãi giai đoạn 2009-2014 [30].
Năm Lúa cả năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (nghìn tấn) 2004 75,2 48,2 362,2 2005 74,3 49,4 367,1 2006 75,2 50,1 376,9 2007 74,2 51,5 381,1 2008 73,8 48,1 354,2 2009 72,5 51,0 370,0 2010 72,7 53,8 391,2 2011 72,5 52,5 380,4 2012 73,5 55,3 406,8 2013 74,8 55,1 412,3 2014 75,4 57,6 417,1
1.2.3. Tình hình nghiên cứu sử dụng phân bón cho lúa trên thế giới và Việt Nam
1.2.3.1. Tình hình sử dụng phân bón cho lúa trên thế giới
Năng suất cây trồng phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó phân bón có vai trò đặc biệt quan trọng. Các nhà khoa học đã tổng kết rằng, phân bón đóng góp trên 50% việc tăng năng suất cây trồng (FAO - Rome, 1984). Trong những năm tới, phân bón vẫn là
23
một nhân tố quan trọng trong việc tăng năng suất và sản lượng cây trồng để đảm bảo an ninh lương thực, thực phẩm cho con người và nguyên liệu sản xuất nông nghiệp.
Sản lượng phân bón hóa học tiêu thụ trên thế giới đã tăng rất nhanh từ đầu thập kỷ 90 của thế kỷ 20. Nếu năm 1905-1906 tiêu thụ phân bón thế giới là 1,9 triệu tấn (N + P2O5 + K2O)/năm thì năm 1998-1999 đã đạt 138,22 triệu tấn. Trong gian đoạn 1990- 1999, sản lượng phân bón tiêu thụ của thế giới hầu như không có sự tăng trưởng, điều này có được là do sản lượng tiêu thụ ở các nước đang phát triển tăng nhanh nhưng ở các nước phát triển lại giảm đi. So sánh lượng phân bón tiêu thụ qua các năm cho thấy, ở các nước phát triển sản lượng tiêu thụ đã giảm và giữ ổn định. Điều đó chứng tỏ các nước này đã đạt tới trình độ sử dụng phân bón cao từ lâu và đang chuyển dần sang hướng hữu cơ hóa.
1.2.3.2. Tình hình sử dụng phân bón cho lúa tại Việt Nam
Mỗi năm nông dân Việt Nam đã sử dụng tới khoảng 5 triệu tấn phân bón vô cơ qui chuẩn, không kể phân hữu cơ và các loại phân bón khác do các cơ sở tư nhân và công ty TNHH sản xuất, cung ứng.
Từ năm 1985 đến nay, mức tiêu thụ phân đạm tăng trung bình 7,2%/năm; phân lân tăng 13,9%/năm; riêng phân kali có mức tăng cao nhất là 23,9%/năm. Tổng lượng sử dụng N + P2O5 + K2O trong 15 năm qua tăng trung bình 9,0%/năm và trong thời gian tới có xu hướng tăng mỗi năm khoảng 10%. Trong 15 năm qua, ở các giai đoạn: 1985-1990; 1991 -1995 và 1996-2001 lượng tiêu thụ phân kali ở Việt Nam tăng rất nhanh và liên tục. Ở các giai đoạn 1985-1990; 1991- 1995 và 1996-2001 mức tiêu thụ phân đạm tăng hàng năm là 10,3%; 16,7% và 8,2% tương ứng. Như vậy trong 5 năm trở lại đây mức tăng tiêu thụ phân đạm đã giảm dần. Ở 3 giai đoạn trên, mức tiêu thụ phân lân tăng hàng năm là 13,4%; 26,8%; 21,1% tương ứng và cũng có xu hướng giảm mức tăng như phân đạm.
Hiện nay, ngành sản xuất phân hóa học nước ta mới đáp ứng được khoảng 45% nhu cầu của nông nghiệp, còn lại phải nhập khẩu gần như toàn bộ phân đạm urê, kali và phân phức hợp DAP, một lượng khá lớn phân hỗn hợp NPK với tổng số trên 3 triệu tấn/năm. Riêng đối với phân khoáng kali, do phải nhập khẩu hoàn toàn nên tiêu thụ kali ở nước ta bị phụ thuộc thị trường nước ngoài [26].
Mỗi năm nước ta sử sụng 1.202.140 tấn đạm, 456.000 tấn lân,và 402.000 tấn kali, trong đó dùng cho sản xuất lúa là 62%,nhưng do điều kiện khí hậu còn gặp nhiều bất lợi nên kỹ thuật bón phân chỉ mới phát huy được 30% hiệu quả đối với đạm và 50% hiệu quả đối với lân và kali. Trong tương lai vẫn hứa hẹn sử dụng một lượng phân bón rất lớn trong sản xuất nông nghiệp (Nguyễn Văn Bộ-2003).
24
Lúa là cây trồng có phản ứng tốt với phân hóa học cho lúa cho hiệu quả cao, trong thâm canh lúa trong thâm canh cây lúa, bón phân hữu cơ chủ yếu nhằm ổn định hàm lượng mùn cho đất, tạo thành nền thâm canh nên có thể sử dụng các loại phân hữu cơ khác nhau, kể cả rơm rạ sau thu hoạch.
Bảng 1.14. Lượng phân bón cho lúa của các tỉnh miền Trung [7].
Vụ Giống
Lượng bón (kg/ha)
N P2O5 K2O
Đông Xuân Lúa thuần 100-120 40-60 40-60
Lúa lai 140-160 80-100 80-100
Hè Thu
Lúa thuần 80-100 50-70 40-60
Lúa lai 120-140 80-100 80-100
Lúa địa phương 60-80 40-60 30-40
Nguồn: Nguyễn Xuân Trường, 2000.
Lượng phân bón cho lúa dao động từ 30 - 100 kg P2O5, thường bón 60 kg P2O5/ha. Đối với đất xám bạc màu có thể bón 80 - 90 kg P2O5/ha, đất phèn có thể bón 90 - 150 kgP2O5/ha. Lượng phân kali bón cho lúa chủ yếu phụ thuộc vào mức năng suất và khả năng cung cấp kali của đất. Các mức bón trong thâm canh lúa trung bình là 30 - 90 kg K2O/ha và mức bón trong thâm canh lúa cao là 100 - 150kg K2O/ha, trong đó kali của phân chuồng và rơm rạ có hiệu suất không kém kali trong phân hóa học.
Qua bảng 2.14 chúng ta thấy nhóm giống lúa lai bao giờ cũng có lượng bón cao hơn nhóm giống lúa còn lại. Lượng bón thấp nhất thuộc về nhóm lúa địa phương. Điều này phù hợp với nhu cầu của từng nhóm giống và khả năng đem lại năng suất của các nhóm đó.
1.2.3.3. Tình hình nghiên cứu về phân bón cho lúa ở Việt Nam a. Nghiên cứu về phân đạm
Ngay từ thời kỳ Pháp thuộc các nhà nông học đã chú ý đến bón phân đạm cho cây trồng, nhiều thí nghiệm đối với lúa ở đất chua pH ≤ 6 bón amon sunfat có hiệu lực rõ, ở đất chua bón xianamit canxi có hiệu lực cao hơn. Tất cả thí nghiệm đều tiến hành trên cơ sở mức phân chuồng thấp từ 3-5 tấn/ha nên 1kg N tăng 4,6 kg thóc, giống lúa cũ bón 20kg N (10kg N trước lúc cấy và 10kg N sau cấy 1 tháng).
Về thời kỳ bón đạm: Học viện Nông Lâm có kết luận đạm bón nhiều lần tốt hơn bón tập trung.
25
Các thí nghiệm trên đất phù sa sông Hồng của Đặng Thọ và Võ Phú, Ngô Thị Đức (1969) đều cho thấy chia đạm ra nhiều lần bón năng suất cao hơn so với bón ít lần [3].
Theo Dilday (1988) và Hou (1988) liều lượng và số lần bón đạm ảnh hưởng đến tỉ lệ trỗ bông, và trọng lượng 1.000 hạt. Việc bón đạm chia làm 2 lần (bón lót và 30 ngày sau sạ) cho tỉ lệ trỗ bông và trọng lượng 1.000 hạt thấp hơn so với bón đạm chia làm 3 lần (bón lót, 30 và 60 ngày sau sạ).
b. Nghiên cứu về phân lân
Trước cách mạng tháng 08/1945 một số nhà khoa học Pháp kết luận: Đất nhiệt đới nhiều sắt, nhôm nên super photphat bón vào đất sẽ chuyển thành dạng khó hòa tan. Lifitan (1904), lefevre (1904), Dumont (1935), Angladette (1947), Coyaud (1950), Malyc (1952) đều đề nghị với lúa nên dùng photphorit cho đất nhiệt đới Đông Dương. Bùi Hữu Trí, Mooran (1959) cho rằng đất lúa miền Nam cần bón chủ yếu lân và đạm nhưng không nói lân gì. Angladette (1960) khẳng định với lúa giữa super photphat và photphat 2 canxi bón 35,7 kg P2O5/ha hiệu quả hoàn toàn như nhau, thí nghiệm ở Biên Hòa (1956), Sóc Trăng (1967) cho thấy photphat 3 canxi vẫn cho bội thu cao.
Tổng kết các nghiên cứu của Lê Văn Căn (1979), Dương Hoa Xô, Trần Thúc Sơn (1989) cho thấy trên đất chiêm trũng, đất phèn, đất bạc màu thì hiệu lực P thể hiện rõ hơn. Hiệu lực phân lân còn phụ thuộc vào hàm lượng P có trong đất. Trên đất bạc màu bón lân có bội thu cao nhất. Lúc bấy giờ đã khuyến cáo bón lân nung chảy cho đất chua, còn super photphat Lâm Thao thì bón cho đất phù sa sông Hồng là hợp lý.
Trước năm 1970 hiệu lực lân bón cho lúa chưa rõ, sang thập kỷ 80 lân đã trở thành yếu tố hạn chế vì qua nhiều năm bón đạm, tỉ lệ N/P đã mất cân đối. Các giống lúa mới yêu cầu P cao hơn giống lúa cũ. Hiện nay nông dân đã chấp nhận bón phân P cân đối đạm, nhất là vùng chiêm trũng, đất phèn [1].
c. Nghiên cứu về kali
Ở Việt Nam qua 72 thí nghiệm thời kỳ Pháp thuộc 1kg K2O làm tăng 3,3 kg thóc, hiệu lực tồn dư kéo dài sang vụ sau 1,6 kg thóc. Nguyễn Văn Soạn so sánh 5 loại đất phù sa sông Hồng, phù sa sông Thái Bình, chua mặn Hải Phòng, cát nhẹ khu Bốn, bạc màu Bắc Giang thì thấy K chỉ có hiệu lực trên đất nhẹ khu Bốn và đất bạc màu Bắc Giang, 1kg K2O làm tăng 5-5,8 kg thóc. Từ năm 1969 Lê Duy Mỳ tiếp tục nghiên cứu trên đất bạc màu và đã công bố 1kg P2O5 làm tăng 9,7 kg thóc. Nguyễn Văn Bộ (1993) thấy rằng ngoài đất bạc màu, đất phù sa Thái Bình cũng cần bón K, ở đây K trở thành yếu tố hạn chế năng suất lúa.
Tổng kết các thí nghiệm về vai trò của kali đối với lúa cho thấy trước năm 1990 kali không có hiệu lực đối với cây lúa. Thí nghiệm thường tiến hành trên đất phù sa sông Hồng, là loại đất giàu kali (1,8-22,2% K O), ở đồng bằng sông Hồng nông dân có
26
tập quán lâu đời bón phân chuồng (K2O trong phân chuồng thường cao hơn N 0,6% so với 0,4%). Hiện nay nhu cầu bón phân cân đối đòi hỏi bón tăng kali khi tăng liều lượng đạm [2].
1.2.3.4. Tình hình nghiên cứu về phân bón cho lúa ở Quảng Ngãi