1.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa trên thế giới và ở Việt nam
1.2.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa ở Việt Nam
1.2.2.2. Tình hình nghiên cứu cây lúa ở Việt Nam
Phân bón được người nông dân Việt Nam sử dụng từ rất lâu đời. Cùng với sự phát triển nền nông nghiệp người ta đã biết sử dụng phân hữu cơ để bón cho cây nhằm nâng cao năng suất, đặc biệt là đối với lúa. Theo Bùi Đình Dinh (1995) [9], tổng lượng N, P, K được bón cho 1 ha canh tác năm 1993 tăng gấp 3,5 lần so với năm 1981 là nhân tố quan trọng làm tăng năng suất cây trồng đáng kể so với chỉ bón N, P: Năng suất tăng 49% trên đất dốc tụ, tăng 53% trên đất bạc màu, tăng 21% trên đất xám bạc màu. Theo Nguyễn Văn Bộ (1995) [2] đóng góp của phân bón trong năng suất cây trồng trung bình 10 năm từ 1985 đến 1995 đạt 46,3%.
Cây lúa cần dinh dưỡng đạm trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển của chúng. Tỷ lệ đạm trong cây so với trọng lượng chất khô ở các thời kỳ như sau: Thời kỳ mạ 1,54%, đẻ nhánh 3,65%, làm đòng 3,06%, cuối làm đòng 1,95%, trỗ bông 1,17% và chín 0,4% (Lê Văn Căn, 1964) [4].
Cây lúa cần đạm ở tất cả các thời k ỳ sinh trưởng, nhưng chủ yếu bón vào thời kỳ bón lót, bón thúc khi đẻ nhánh và bón khi lúa bước vào thời kỳ đòng. Tùy theo thời kỳ sinh trưởng của cây lúa mà bón, khi bón phải dựa vào thời tiết, khí hậu, mùa vụ. Cần tập trung lượng đạm vào thời kỳ đẻ nhánh vì đây là thời kỳ khủng hoảng đạm lớn nhất của cây lúa. Nếu bón đạm tập trung
Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
vào thời kỳ đẻ nhánh kích thích cây lúa đẻ nhiều và tập trung, do đó số nhánh hữu hiệu tăng lên. Đây chính là yếu tố quyết định năng suất của lúa (Bùi Đinh Dĩnh, 1995) [9].
Theo Bùi Huy Đáp (1980) [10]: “Phân hóa học góp phần cung cấp từ 1/3 đến 1/4 lượng đạm cho lúa”. Việc bón phân chuồng cho lúa không đáp ứng đủ nhu cầu dinh dưỡng nên con người đã sử dụng đạm để bón thêm. Các giống lúa khác nhau cho nhu cầu phân bón khác nhau, các thời kì sinh trưởng phát triển khác nhau thì có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau.
Đối với đất phù sa sông Hồng nếu bón đơn thuần phân đạm mà không kết hợp với phân lân và kali vẫn phát huy được hiệu quả của phân đạm, lượng phân lân và kali bón thêm không làm tăng năng suất đáng kể, nhưng cứ bón liên tục sau 3 - 4 năm thì việc phối hợp bón lân và kali sẽ làm tăng năng suất rõ rệt trên tất cả loại đất. Phân đạm là nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho việc sử dụng đạm đã làm tăng năng suất rất lớn. Tuy nhiên phân đạm có thể tạo lập độ phì nhiêu cho đất nên khi sử dụng không cân đối giữa đạm với nguyên tố khác sẽ làm suy thoái đất (Lê Văn Căn, 1978) [5]. “ Vụ lúa chiêm cũng như vụ lúa mùa, chia đạm ra bón nhiều lần để bón thúc đẻ nhánh, nếu bón tập trung vào thời kì đầu đẻ nhánh thì số nhánh tăng lên rất nhiều nhưng số nhánh vô hiệu cũng tăng nhiều và thiếu dinh dưỡng. Nếu bón tập trung vào thời kì đẻ nhánh thì số nhánh lụi đi ít nhưng tổng số nhánh cũng ít vì vậy cần chú ý cả 2 mặt. Trong trường hợp đạm bón tương đối ít thì nên bón tập trung vào thời kì đẻ nhánh rộ” (Đào Thế Tuấn, 1970) [29].
Hầu hết các công trình nghiên cứu cho thấy: Nếu chỉ bón đơn độc đạm cho cây lúa thì cây sinh trưởng quá mạnh và chỉ đạt được năng suất khá trong vài vụ đầu, dần dần năng suất sẽ bị giảm, nếu bón kết hợp với lân và kali thì cây lúa sinh trưởng cân đối, cho năng suất cao và ổn định. Trong bón phân phương pháp bón cũng rất quan trọng. Cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật trong khi bón thì hiệu quả mới cao, cây lúa mới hút được dinh dưỡng tối đa (Phạm Văn Cường (2005) [6].
Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
Theo Nguyễn Thị Lân (2009) [17]: Đường giới hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu của lúa vụ Xuân được mô tả bằng mô hình: Nc=57,94W-0,24 (giống Khang dân 18); Nc=59,78W-0,22 (giống Việt lai 20). Chỉ số diệp lục giới hạn của giống Khang dân 18 ở thời kỳ làm đòng là 38, màu lá giới hạn là 4. Giống Việt lai 20 có chỉ số tương ứng là 39,5 và 4,4.
Ở Việt Nam, trên đất phèn nếu không bón lân, cây trồng chỉ hút được 40 - 50 kg N/ha, nếu bón lân cây trồng sẽ hút 120 - 130 kg N/ha (Lê Văn Căn, 1964) [4]. Do vậy để đảm bảo đất không bị suy thoái thì về nguyên tắc phải bón trả lại cho đất một lượng dinh dưỡng tương tự lượng dinh dưỡng mà cây trồng lấy đi. Tuy nhiên, việc bón phân cho cây trồng hút từ đất và phân bón mà phải dựa vào lượng dinh dưỡng dự trữ trong đất và khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây (Lê Văn Căn, 1964) [4].
Lân được cây lúa hút ch ậm hơn đạm trong thời kỳ dinh dưỡng đầu và được hút nhanh từ khi phân hóa đòng đến khi lúa vươn lóng. Phần lớn lân tích lũy trong thân và lá trước khi trỗ rồi chuyển về bông vì sau khi trỗ lúa thường không hút nhiều lân nữa. Khi bón quá nhiều lân, đất sẽ giữ lân lại, do đó ruộng ít bị xảy ra hiện tượng thừa lân. Ruộng lúa ngập nước sẽ làm tăng độ dễ tiêu của lân, tăng hiệu quả phân bón cho cây lúa. Cây lúa hút lân trong các thời k ỳ sinh trưởng vì vậy có thể bón lót hết lượng lân dành cho cả vụ (Võ Đình Quang, 1999) [22].
Bón phân lân có ảnh hưởng đến phẩm chất hạt giống rõ rệt, làm tăng khối lượng 1.000 hạt, tăng tỉ lệ lân trong hạt, tăng số hạt/bông và cuối cùng cho năng suất lúa cao hơn (Đào Thế Tuấn, 1970) [29].
Theo Nguyễn Văn Bộ (2007) [1], cây non rất mẫn cảm với việc thiếu lân. Thiếu lân trong thời kỳ cây non cho hiệu quả rất xấu, sau này dù có bón nhiều lân thì cây cũng trỗ không đều hoặc không thoát. Do vậy, cần bón đủ lân ngay từ giai đoạn đầu và bón lót phân lân là rất có hiệu quả. Trung bình để
Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
tạo ra một tấn thóc, thì cây lúa hút khoảng 7,1 kg P2O5. Lân trong đất là rất ít, hệ số sử dụng lân của lúa lại thấp, do đó cần phải bón lân với liều lượng tương đối khá.
Để nâng cao hiệu quả của việc bón phân lân cho cây lúa ngắn ngày, trong điều kiện thâm canh trung bình (10 tấn phân chuồng, 90 - 120N, 60 K2O/ha) nên bón lân với lượng 80 - 90 P2O5/ha và tập trung bón lót (Gros. A, 1977) [12].
Lượng phân bón cho lúa cần thay đổi theo thời tiết, mùa vụ và từng loại đất. Trên đa số các loại đất, ruộng lúa cao sản thường bón lượng với 60 kg P2O5/ ha, riêng đối với đất xám bạc màu có thể bón 80 - 90 kg P2O5/ha (Nguyễn Như Hà, 2006) [12].
Kali là một trong ba yếu tố quan trọng cần thiết cho cây trồng. Khác với đạm và lân, kali không phải là phần tử cơ cấu của các sinh chất chính nhưng kali cũng rất cần cho quá trình tổng hợp protit, cần thiết khi cây tổng hợp đường thành bột thông qua ảnh hưởng đến quá trình quang hợp mà xúc tiến hình thành hydratcacbon tổng số và sự vận chuyển các chất vào cơ quan dự trữ (H.L.S Tandon và I.J Kimo, 1995) [32].
Nếu thiếu kali, cây lúa quang hợp kém, lượng gluxit giảm. Chất khô kém đi trong thân lá, lượng tinh bột dự trữ cũng bị giảm, các chất xenlulo, lignin cần thiết để hình thành bộ khung vững chắc cho cây bị giảm xuống.
Kali đẩy mạnh quá trình quang hợp nên khi thiếu ánh sáng thì tác dụng của kali rất rõ rệt. Kali cần thiết khi tổng hợp protein nên lượng kali cây hút có thể ngang với lượng đạm ở ruộng cấy, thời kỳ đẻ nhánh rộ là thời kỳ hút đạm mạnh nhất và cũng hút kali mạnh nhất (Bùi Đinh Dĩnh, 1995) [9].
Cây hút kali trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển của chúng.
Nhưng nhu cầu kali thể hiện rõ nhất ở hai thời kì đẻ nhánh và làm đòng. Nếu thiếu kali vào thời kì đẻ nhánh thì ảnh hưởng rất lớn đến năng suất, lúa hút kali mạnh nhất vào thời kỳ làm đòng (Bùi Đinh Dĩnh, 1970) [7].
Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
Tỷ lệ kali cây lúa hút trong các thời kỳ sinh trưởng phụ thuộc vào giống lúa, giai đoạn từ cấy đến đẻ nhánh là 20,0 - 21,9%; từ phân hóa đòng đến trỗ là 51,8 - 61,9%; từ vào chắc đến chín là 16,9 - 27,7% (Bùi Đinh Dĩnh, 1985) [8].
Theo Đào Thế Tuấn (1970) [29] lượng kali cây lúa hút và năng suất lúa có mối tương quan thuận với nhau. Vào những thập kỷ 60 - 70, hiệu lực phân kali cho lúa rất thấp, ở hầu hết các các loại đất đã nghiên cứu: Ở đồng bằng sông Hồng, hiệu quả chỉ đạt 0,3 - 0,8 kg thóc/1kg kali. Hiện nay hiệu lực của phân kali bón cao hơn trước, với lúa trên đất bạc màu, hiệu quả cao nhất đạt 8,1 - 21,0 kg thóc/1kg kali. Trên đất bạc màu, trữ lượng kali trong đất ít, do vậy cần phải đủ phân kali để đảm bảo nhu cầu của cây trồng, đồng thời cây lúa cũng hút các yếu tố dinh dưỡng khác dể dàng hơn. Hiệu suất của phân kali trên đất phù sa sông Hồng chỉ đạt 1,0 - 2,5 kg thóc/kg phân kali (KCl), trong khi đó nếu trên đất bạc màu hay đất cát ven biển có thể đạt 5 - 7 kg thóc/1 kg KCl. Vì vậy, trên đất nghèo kali, bón cân đối đạm - kali có ý nghĩa rất quan trọng.
Theo Nguyễn Như Hà (2006) [13] kali có ảnh hưởng rõ đến sự phân chia tế bào và sự phát triển của bộ rễ lúa trong điều kiện ngập nước nên có ảnh hưởng rõ đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa. Kali có ảnh hưởng lớn đến quá trình quang hợp, tổng hợp các chất gluxit, ngoài ra còn tham gia vào quá trình tổng hợp protein ở trong cây lúa, nhất là trong điều kiện ánh sáng yếu. Ngoài ra còn ảnh hưởng đến các yếu tố cấu thành năng suất như số hạt, tỷ lệ hạt chắc, trọng lượng 1.000 hạt. Vì vậy kali là yếu tố dinh dưỡng có ảnh hưởng rõ tới năng suất và chất lượng lúa. Kali còn thúc đẩy sự hình thành lignhin, xenlulo làm cho cây cứng cáp hơn, chống đổ và chống chịu sâu bệnh tốt hơn. Cây lúa thiếu kali ít ảnh hưởng đến đẻ nhánh nhưng làm cây lúa thấp, phiến lá hẹp mềm yếu và rũ xuống, hàm lượng diệp lục thấp, màu xanh tối.
Khi thiếu kali mặt phía dưới của những lá phía dưới có đốm màu nâu đỏ, lá khô dần từ dưới lên trên. Lúa thiếu kali dễ bị lốp đổ, sâu bệnh dễ tấn công (nhất là khi được cung cấp nhiều đạm), số hạt ít, nhiều hạt xanh, hạt lép và hạt
Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
bạc bụng, phẩm chất gạo giảm.. Để tạo ra 1 tấn thóc trung bình lúa hút 31,6 kg K2O, trong đó chủ yếu tích lũy trong rơm rạ.
b. Nghiên cứu mật độ lúa ở Việt Nam
Quần thể ruộng bao gồm tất cả các khóm lúa đã được gieo cấy ở ruộng đó từ khi gieo cấy đến khi thu hoạch. Mỗi khóm lúa trong quá trình phát triển đã ảnh hưởng đến các khóm khác và trước hết đến các khóm ở gần nó. Ngược lại nó cũng chịu ảnh hưởng của sự phát triển của các khóm lúa khác. Nói cách khác cá thể và quần thể có mối ảnh hưởng qua lại chặt chẽ, chi phối sự sinh trưởng và phát triển của cả ruộng lúa trong suốt quá trình cây lúa sinh trưởng ở ngoài ruộng cho đến lúc chín. Mục đích chính của việc trồng lúa không phải là có một số khóm lúa tốt mà là để đạt năng suất lúa cao, nghĩa là năng suất của cả ruộng lúa cao (Bùi Huy Đáp,1980) [10].
Mật độ là số cây, số khóm được trồng cấy trên một đơn vị diện tích, với lúa cấy thì mật độ được đo bằng đơn vị khóm/m2. Trên một đơn vị diện tích nếu mật độ càng cao thì số bông càng nhiều, song số hạt trên bông càng ít, bông lúa 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 (Nguyễn Văn Hoan, 2003) [15].
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
Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
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 (Nguyễn Thị Lẫm, 2003) [16].
Đối với nhóm lúa thường gieo mạ thâm canh hoặc gieo mạ cải tiến thì nên cấy mạ non. Bố trí cấy với mật độ thưa hơn so với cách gieo mạ truyền thống. Mạ non cấy 3-4 dảnh/khóm, 30-35 khóm/m2 để sau thời kỳ đẻ nhánh có số nhánh tương đương như loại mạ thâm canh, khoảng cách 25x12 cm thường được ưa chuộng (Nguyễn Văn Hoan, 2003) [15].
Đối với mạ non khi cần đạt 9-10 bông/khóm và mật độ 35-39 khóm/m2 thì chỉ cần cấy 2 dảnh mạ/khóm, không nên cấy nhiều dảnh hơn vì loại mạ non đẻ khỏe, cấy nhiều dảnh cây lúa sẽ đẻ ra nhiều nhánh quá nhỏ, yếu, tỷ lệ bông hữu hiệu thấp. Hoặc số bông/khóm nhiều hơn so với dự định sẽ làm cho số hạt/bông ít đi, bông lúa nhỏ, năng suất không dạt yêu cầu. Khi cần đạt 11- 12 bông /khóm ở mật độ 29-32 khóm/m2, cần cấy 3 dảnh/khóm để một dảnh mạ sinh ra 4 bông lúa to đều nhau (Nguyễn Văn Hoan, 2003) [15].
Theo Nguyễn Văn Hoan (1999) [14] số dảnh cần cấy ở một khóm phụ thuộc trước hết vào số bông cần đạt trên 1m2, và căn cứ vào mật độ đã chọn để đạt được số bông theo quy hoạch. Nguyên tắc chung của việc xác định số dảnh cấy của một khóm lúa là dù được cấy ở mật độ khác nhau, tuổi mạ khác nhau nhưng cuối cùng cần đạt được số bông cần thiết và độ lớn của bông theo yêu cầu để đạt được số lượng hạt thóc/m2 như mong muốn (Nguyễn Văn Hoan, 2003) [15].
Ở Việt Nam khi tiến hành thí nghiệm với giống lúa mùa tám đen, với khoảng cách cấy là 40 x 40 cm và cấy 1 dảnh. Lúa đã đẻ từ 1/6 đến 9/8 được 232 nhánh, trong đó có 198 nhánh thành bông (tỷ lệ bông hữu hiệu là 85%), tổng số hạt là 18.841 hạt (trung bình mỗi bông có 95 hạt). Đối với giống Chiêm thanh khi tiến hành cấy 1 dảnh, với khoảng cách cấy rộng 40 x 40 cm, từ ngày 19/12 đến 25/3 đẻ được 113 nhánh (trong đó có 101 nhánh thành bông, tỷ lệ nhánh có ích là 89,4%) (Bùi Huy Đáp, 1980) [10].
Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
Khi làm thí nghiệm trên giống lúa di hương với các khoảng cách cấy khác nhau thay đổi từ 30 x 30 cm, 20 x15 cm, 20 x 10 cm, 15 x 5 cm, 10 x 5 cm, 5x 5 cm. Với các số dảnh khác nhau trong mỗi khóm thay đổi từ 1 dảnh thường, 1 dảnh đẻ, 3 dảnh, 5, 8, 10, 13, 16. Như vậy mật độ thay đổi từ 11-400khóm/m2. Và mật độ dảnh cơ bản thay đổi từ 11-6400 dảnh/m2. Thí nghiệm được tiến hành trong 2 vụ mùa đã cho thấy thời gian đẻ của giống lúa di hương thay đổi rõ với các mật độ khác nhau. Mật độ khóm càng cao thời gian đẻ càng ngắn dù mật độ dảnh trong khóm cao hay thấp. Mật độ dảnh trong khóm càng cao đối với cùng mật độ khóm thì thời gian đẻ cũng rút ngắn, trừ các mật độ khóm tương đối thưa (30 x 30 cm, 20 x15 cm) (Bùi Huy Đáp, 1980) [10].
Qua các nghiên cứu Bùi Huy Đáp cho rằng nếu ta cấy càng nhiều dảnh lúa thì bông lúa càng ít hạt, ví dụ như cấy 1600 dảnh/m2 thì 1 bông chỉ có 8 hạt, cấy 1000 dảnh/m2 thì 1 bông trung bình có 22 hạt, cấy 500dảnh/m2 1 bông có 44 hạt, 250 dảnh/m2 1 bông có 82 hạt, 33 dảnh/m2 1 bông có 119 hạt.
Giống lúa mùa di hương dài ngày cho năng suất cao nhất ở mật độ 33 khóm/m2, mỗi khóm cấy 1 dảnh. Tăng lên 3 dảnh trên 1 khóm, năng suất còn khá (đứng thứ 2), nhưng đã kém rõ so với mật độ trên. Và càng tăng số khóm hay số dảnh thì năng suất càng giảm, nếu tăng số dảnh lên 7 lần so với công thức thứ nhất thì năng suất giảm 5 tạ/ha (Bùi Huy Đáp, 1980) [10].
Trong điều kiện bình thường ở ruộng tốt, mực nước trong thích hợp, đối với các giống lúa cao cây ở Việt Nam, nên cấy dầy hợp lý, và mỗi khóm nên cấy ít dảnh. Bụi lúa cấy ít dảnh sẽ đẻ thuận lợi, sẽ có các nhánh xòe ra bốn phía, bụi lúa tròn và sẽ khỏe hơn những bụi cấy nhiều dảnh. Mật độ khóm và mật độ dảnh trong khóm là những biện pháp có thể sử dụng để điều tiết một cách thích đáng sự đẻ nhánh của cây lúa, và qua sự đẻ nhánh sẽ điều tiết sự phát triển của cả quần thể ruộng lúa (Bùi Huy Đáp, 1980) [10].
Theo Nguyễn Hữu Tề (1997) [27] thì giống lúa có nhiều bông nên cấy 200-250 dảnh cơ bản/m2, giống to bông cấy 180-200 dảnh/m2. Số dảnh cấy/khóm là 3-4 dảnh ở vụ mùa và 4-5 dảnh ở vụ chiêm.