3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.1.4. Nghiên cứu về các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây lúa
là: sinh trưởng dinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực.
- Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng tính từ lúc gieo đến khi làm đòng. Trong thời gian này cây lúa chủ yếu hình thành và phát triển các cơ quan dinh dưỡng như ra lá, phát triển rễ, đẻ nhánh.
- Thời kỳ sinh trưởng sinh thực là thời kỳ phân hóa hình thành cơ quan sinh sản bắt đầu từ làm đòng cho đến khi thu hoạch. Bao gồm các quá trình làm đòng, trổ bông và hình thành hạt. Quá trình làm đốt (phát triển thân) tuy là sinh trưởng dinh dưỡng nhưng lại tiến hành song song với quá trình phân hóa đòng nên nó cũng nằm trong thời kỳ sinh trưởng sinh thực. Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng có ảnh hưởng trực tiếp đến việc hình thành số bông. Còn thời kỳ sinh trưởng sinh thực quyết định đến việc hình thành số hạt trên bông, tỷ lệ hạt chắc và khối lượng 1000 hạt. Có thể xem thời kỳ từ trổ đến chín là thời kỳ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất.
Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng thường biến động mạnh nhất. Thời kỳ làm đòng biến động 30÷40 ngày tùy theo giống ngắn hay dài ngày. Thời kỳ chín biến động theo nhiệt độ khoảng 30 ngày vùng nhiệt đới và 65 ngày ở vùng lạnh.
Sự khác nhau và biến động về thời lượng trong các thời kỳ sinh trưởng là cơ sở để áp dụng các biện pháp kỹ thuật thâm canh nhằm tăng năng suất lúa (Nguyễn Hữu Tề và cộng sự, 1997) [39]
1.1.5.Nghiên cứu về khả năng thích ứng các điều kiện ngoại cảnh của cây lúa * Yếu tố nhiệt độ
Như chúng ta đã biết, nhiệt độ là một yếu tố quan trọng có tác động mạnh mẽ đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa. Đại đa số lúa là loại cây ưa nóng, để hoàn thành chu kỳ sống của mình, cây lúa cần một lượng nhiệt nhất định.
Nhiệt độ ảnh hưởng đến tất cả các quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa: Từ thời kỳ nẩy mộng đến ra hoa kết hạt và chín. Nhiệt độ ảnh hưởng đến cây lúa thể hiện những điểm sau:
- Khoảng nhiệt độ tối thích: Đó là khoảng nhiệt độ mà ở đó cây lúa sinh trưởng và phát triển tốt nhất, tùy theo từng giai đoạn sinh trưởng phát triển mà có
nhiệt độ tối thích khác nhau: Chẳng hạn, nhiệt độ tốt nhất cho nẩy mầm là 30 - 36oC, còn giai đoạn ra hoa là 25÷28 oC.
- Nhiệt độ tối thấp: Là ngưỡng nhiệt độ mà nếu xuống thấp hơn nữa sẽ ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cây lúa. Ở mỗi giai đoạn khác nhau của quá trình sinh trưởng thì có nhiệt độ tối thấp khác nhau: Nhiệt độ tối thiểu cho sự nẩy mầm là 10÷12 oC, còn lúc gieo nhiệt độ tối thấp ở đất và nước là 12÷14 oC, . . ..
- Nhiệt độ tối cao: Là ngưỡng nhiệt độ mà ở đó nếu tăng thêm nữa sẽ ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cây lúa, ở mỗi giai đoạn khác
nhau có nhiệt độ tối cao khác nhau: Nhiệt độ tối cao cho sự nẩy mầm là 40 oC,
còn giai đoạn ra hoa nhiệt độ tối cao là 39 oC, . . ..
- Tổng tích ôn của cây lúa: Trong suốt đời sống của cây lúa, nó cần có một tổng lượng nhiệt hữu hiệu mới ra hoa kết hạt.
Nhiệt độ tối thích cho cây lúa ở Việt Nam là 22÷28 oC, nhiệt độ dưới 20 oC hoặc trên 30 oC nếu kéo dài đều ảnh hưởng không tốt đến các quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa (Nguyễn Công Thuật, 1996) [42].
Việt Nam nói chung có khi nhiệt độ tương đối thuận lợi cho cây lúa phát triển, nhất là các vùng đồng bằng ở các tỉnh từ Đèo Ngang trở vào, tuy nhiên do đặc thù của khí hậu Việt Nam là có mùa đông lạnh giá ở các tỉnh phía Bắc và gió Tây khô nóng ở các tỉnh miền Trung, nên trong việc bố trí thời vụ cần cân nhắc phù hợp để cây lúa có thể tránh được nhiệt độ bất thuận trong những thời điểm nhạy cảm ảnh hưởng lớn nhất đến năng suất.
Với ruộng mạ, nếu gặp rét ít thì đầu lá mạ sẽ bị vàng, nếu gặp rét nhiều thì cả cây có thể bị táp vàng, nếu gặp rét nặng có thể chết cả ruộng.
Khi nhiệt độ xuống thấp, sức đẻ nhánh của cây lúa cũng giảm xuống do sinh trưởng ngừng lại, lúa có thể chuyển sang trỗ sớm, bông ngắn và lép nhiều.
Đặc biệt lúc lúa trổ gặp rét sẽ làm trở ngại cho việc phơi mao vào mẩy ảnh hưởng rất lớn đến năng suất, do vậy ông cha ta đã từng có câu: “Con đói thì con ăn khoai, chớ thấy lúa trổ tháng hai mà mừng” để khẳng định thêm điều đó.
Nếu nhiệt độ cao quá cũng ảnh hưởng xấu đến cây lúa, nhất là trong trường hợp nắng nhiều, độ ẩm không khí thấp và gió thổi mạnh làm lá phát tán nhiều, . . ..
Như vậy, nhiệt độ ảnh hưởng đến năng suất hạt là do ảnh hưởng tới sự đẻ
nhánh, sự hình thành hạt và sự chín. Ở nhiệt độ 20÷30 oC, vận tốc tăng trưởng
hầu như tăng tuyến tính với sự tăng nhiệt độ. Ở giai đoạn 3÷5 tuần sau gieo, nhiệt độ ảnh hưởng tới vận tốc đẻ nhánh: Do làm tăng vận tốc ra lá và hình thành mầm chồi khi nhiệt độ tăng trong ngưỡng tối thích.
Trong quá trình sinh trưởng, nếu gặp nhiệt độ cao, cây lúa nhanh chóng đạt được tổng nhiệt độ cần thiết, sẽ ra hoa và chín sớm hơn, tức là rút ngắn thời gian sinh trưởng. Cây lúa đặc biệt nhạy cảm với giao động nhiệt độ trong giai đoạn từ gieo đến mọc và giai đoạn ra hoa.
Nhiệt độ thấp nhất đối với quá trình nẩy mầm của lúa là 10÷12 oC. Nếu
nhiệt độ thấp quá thì hạt không nẩy mầm, ra rễ được. Khi nhiệt độ đạt 20÷25 oC thì sự nẩy mầm của hạt xẩy ra nhanh chóng. Đặc biệt hạt nẩy mầm tốt hơn khi nhiệt độ đạt hơn 30 oC. Cũng theo các tác giả trên, nhiệt độ tối thiểu cho lúa trổ bông là 15 oC, tối thích 25÷28 oC. Nhiệt độ tối thích cho cây mạ và lúa hồi xanh, đẻ nhánh, sinh trưởng, phát triển tốt là 25÷30 oC (Đào Thế Tuấn, 1970) [41].
Biết được sự ảnh hưởng của nhiệt độ đối với các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây lúa là cơ sở khoa học quan trọng trong việc bố trí thời vụ thích hợp, nhằm hạn chế đến mức thấp nhất những rũi ro có thể có.
* Yếu tố ánh sáng
Nguồn gốc của cây lúa là xuất phát từ vùng nhiệt đới là cây ưa ánh sáng. Cường độ ánh sáng có ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động quang hợp và tạo năng suất của cây lúa. Một số giống lúa có phản ứng chặt chẽ với quang chu kỳ, nhất là các giống lúa dài ngày của địa phương. Cường độ ánh sáng thuận lợi cho hoạt
động quang hợp của cây lúa khoảng 250÷400 calo/cm2/ngày.
Tác giả Hatch và Slack, (1970) [55] thì cho rằng: Các giống lúa nhiệt đới có thời gian sinh trưởng khoảng 130 ngày, cần 1000 giờ ánh sáng, riêng tháng cuối cùng cần 200÷240 giờ.
Tổng kết những vụ lúa xuân được mùa ở miền Bắc Việt Nam (Đào Thế Tuấn, 1970) [49] nhận thấy: Cường độ ánh sáng khoảng 50 ngày cuối cùng của vụ lúa có ảnh hưởng đặc biệt quyết định tới năng suất của các giống lúa xuân.
Các giống lúa nhiệt đới có mẫm cảm với nhiệt độ hơn là quang chu kỳ. Các giống lúa ngắn ngày có phản ứng yếu hoặc không phản ứng với quang chu kỳ nên có thể gieo trồng nhiều vụ trong một năm.
* Yếu tố nước
Lúa là cây ưa nước, nhu cầu về nước cao nhưng có sự khác nhau giữa các giai đoạn trong qúa trình sinh trưởng phát triển của mình.
Hạt thóc nẩy mầm không cần nhiều nước, nếu thừa nước thì quá trình nẩy mầm sẽ kém, hạt giống có thể chết vì thiếu dưỡng khí. Giai đoạn mà nếu nước ngập sâu, mạ sẽ bị lướt cây và cây mạ yếu.
Trong thời kỳ đẻ nhánh nhu cầu về nước cao hơn, vì trong giai đoạn này cây lúa sinh trưởng mạnh, tạo ra nhiều thân lá. Khối lượng nước trung bình để tạo ra 1 kg chất khô là 400÷450 kg nước. Giai đoạn này ruộng cần để ngập nước nhưng không nên để ngập sâu quá để bảo đảm quá trình đẻ nhánh diễn ra thuận lợi (Bùi Huy Đáp, 1987) [14].
Giai đoạn lúa đứng cái nhu cầu nước có giảm xuống một thời gian ngắn, nhưng khi hoa bắt đầu phát triển, phơi mao và vào mẫy thì nhu cầu về nước lại cao lên. Trung bình để tạo thành 1 kg hạt cần 300÷350 kg nước (Bùi Huy Đáp, 1987) [14].
Lúa lúc bắt đầu chắc xanh đến chín nhu cầu về nước giảm mạnh, để cho nội nhũ chín, nước nội thể sẽ được tiêu thụ phần lớn. Khối lượng nước cần thiết cho lúa trong cả quá trình sinh trưởng có thể giảm bớt tùy theo chất lượng nước, tùy theo khả năng chịu hạn của giống lúa, tùy theo nhiệt độ, ánh sáng của thời vụ, và tùy theo nước đó là nước lưu thông hay nước tù đọng. Nhưng nhìn chung các giống lúa phát triển nhanh cần nhiều nước hơn các giống lúa phát triển chậm trên cùng một thời gian. Những giống có năng suất cao cần nhiều nước hơn những giống có năng suất thấp trong cùng một hoàn cảnh về khí hậu, đất đai. Lúa trên những ruộng tốt, bón phân hợp lý cần ít nước hơn so với trên những chân ruộng xấu.
Lúa là cây sống ở nước, hệ số phát tán lại kém hơn nhiều so với các cây trồng trên cạn, nhưng lúa lại cần nhiều nước vì trong mô và trong tế bào thường chứa ít nước. Vì vậy, chỉ hơi thiếu nước là cây lúa không chịu nổi, quang hợp sẽ giảm đi và cây ngừng lớn. Đặc biệt, cây lúa mẫn cảm nhất với sự thiếu nước từ giai đoạn phân bào giảm nhiễm đến trổ bông. Sự thiếu nước sẽ dẫn đến bất thụ làm giảm năng suất (Bùi Huy Đáp, 1987) [14].
*Yếu tố đất đai và phân bón
Cây lúa là cây thích hợp trên nhiều chân đất, có thể sinh trưởng trên các loại đất chua, phèn, hạn, úng, . . .. Nhưng nhìn chung, cây lúa sinh trưởng và phát triển tốt trên đất có độ phì cao pH 4,5÷6,0.
Cây lúa hấp thu đạm trong suốt thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng. Sự hấp thu đạm tăng dần theo tuổi của cây. Sự hấp thu đạm của cây lúa giảm dần khi xuất hiện lá dưới lá đòng. Sự đói phân đạm làm cho cây lúa sinh trưởng chậm, lá bị vàng, năng suất quang hợp giảm, đẻ nhánh kém, bông ngắn, khó trổ thoát, hạt thóc bị khô, lép nhiều, năng suất thu hoạch giảm.
Tác giả Lê Văn Căn, (1966) [8] cho rằng: Đối với phân lân rất cần cho cây lúa vào giai đoạn đầu của sự phát triển. Thiếu lân, cây lúa sẽ bị còi cọc, sự trao đổi đạm kém, đặc biệt bộ rễ rất kém phát triển. Hiệu suất của lân đối với hạt ở giai đoạn đầu cao hơn ở giai đoạn cuối và lượng lân hút trong giai doạn đầu chủ yếu đáp ứng cho quá trình sinh trưởng sinh dưỡng, đặc biệt là quá trình đẻ nhánh. Do vậy, phải chú ý bón lân sớm ở giai đoạn đầu cho lúa.
Thiếu kali, đặc biệt vào giai đoạn mạ, lá lúa sẽ sinh trưởng chậm và khả năng đẻ nhánh của cây lúa giảm rõ rệt. Kali được cây lúa hút mạnh nhất vào giai đoạn đẻ nhánh rộ và sau trổ 5÷10 ngày để tăng khối lượng hạt.
Tác giả Nguyễn Văn Bộ, (1979) [2], phần lớn đất Việt Nam có nguồn gốc dự trữ thấp các chất dinh dưỡng và chúng không thể đảm bảo nâng cao năng suất cây trồng được. Trong các thiếu hụt dinh dưỡng trong đất Việt Nam, lớn nhất và quan trọng nhất là thiếu hụt về đạm rồi đến lân và kali. Ở vùng đất chua, sự thiếu hụt canxi và magiê cũng trở thành quan trọng. Ở một số nơi còn thiếu hụt lưu huỳnh và kẽm.
Lúa là một loại cây trồng rất nhạy bén với kỹ thuật bón phân và thời gian bón, nhất là giai đoạn bón thúc. Vì vậy, phải dành một lượng phân bón vô cơ thích hợp để bón thúc cho lúa. Hiệu quả của phân lân đạt cao nhất khi bón lót toàn bộ. Việc bón thúc lân vào giai đoạn cuối không những không làm tăng năng suất mà cón làm giảm năng suất lúa.