Nghiên Cứu Một Số Biện Pháp Tưới Nước Phù Hợp Cho Một Số Giống Lúa Mới Loài Phụ Japonica Tại Tỉnh Bắc Kạn

Theo tính toán, trên đồng ruộng nhu cầu về nước cho cây lúa cao gấp 2 đến 3 lần so với các cây trồng khác [40], nguyên nhân chính bởi lượng nước bị thất thoát trong suốt quá trình canh t

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

Hướng dẫn khoa học: TS Đặng Quý Nhân

THÁI NGUYÊN - 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng để bảo vệ một học

vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn chỉnh luận văn này đều đã được tác giả cảm ơn Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đều đã được ghi rõ nguồn gốc./

Tác giả

Phạm Ngọc Sơn

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài: "Nghiên cứu một số biện pháp tưới nước phù hợp cho một số giống lúa mới loài phụ Japonica tại tỉnh Bắc Kạn” Tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của tập thể cán bộ, giáo viên

Khoa sau Đại học giáo viên giảng dạy chuyên ngành của các bộ môn trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực tập

Đặc biệt là sự quan tâm giúp đỡ của TS Đặng Quý Nhân bộ môn cây Lương thực và cây Công nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên là người thầy đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới tất cả các thầy giáo, cô giáo, bạn bè đồng nghiệp, cơ quan đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin trân trọng cảm ơn./

Tác giả

Phạm Ngọc Sơn

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây 9

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo của 10 nước đứng đầu thế giới năm 2009 10

Bảng 1.3 Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ 20

Bảng 1.4 Nhu cầu nước cho một vụ lúa nước 31

Bảng 2.1 Tên gọi, nguồn gốc và phân loại các giống lúa tham gia thí nghiệm 33

Bảng 3.1 Diễn biến thời tiết khí hậu từ tháng 6 năm 2010 đến tháng 6 năm 2011 tại Bắc Kạn 44

Bảng 3.2 Các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn vụ mùa 2010 và vụ xuân 2011 48

Bảng 3.3 Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn 50

Bảng 3.4 Khả năng tích lũy chất khô của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn 53

Bảng 3.5 Tình hình sâu bệnh hại của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn 55

Bảng 3.6 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn trong vụ mùa 2010 56

Bảng 3.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn trong vụ xuân 2011 58

Bảng 3.8 Lượng nước tưới và nước thất thoát của thí nghiệm trên chân vàn 62

Bảng 3.9 Hiệu suất sử dụng nước của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn 63

Bảng 3.10 Hệ số sử dụng nước của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn 65

Bảng 3.11 Các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn cao vụ mùa 2010 và vụ xuân 2011 67

Bảng 3.12 Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn cao 69

Bảng 3.13 Khả năng tích lũy chất khô của các giống lúa thí nghiệm trên

chân vàn cao 70

Bảng 3.14 Tình hình sâu bệnh hại của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn cao 72

Bảng 3.15 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn cao trong vụ mùa 2010 73

Bảng 3.16 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm trong vụ xuân 2011 74

Bảng 3.17 Lượng nước tưới và nước thất thoát của thí nghiệm 77

Bảng 3.18 Hiệu suất sử dụng nước của các giống lúa thí nghiệm 78

Bảng 3.19 Hệ số sử dụng nước của các giống lúa thí nghiệm 80

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu 2

3 Yêu cầu 2

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu 3

1.2 Khái quát về tài nguyên nước 4

1.2.1 Một số khái niệm về tài nguyên nước 4

1.2.2 Phân bố nước trên trái đất 5

1.2.3 Tác động gây suy thoái chất lượng nguồn nước 7

1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới 9

1.4 Tình hình nghiên cứu về canh tác lúa tiết kiệm nước trên thế giới 16

1.5 Tình hình sản xuất lúa trong nước 19

1.6 Tình hình nghiên cứu canh tác lúa tiết kiệm nước ở Việt Nam 24

1.7 Yêu cầu về nước của cây lúa 28

1.7.1 Nhu cầu về nước của lúa cấy trong các thời kì sinh trưởng 28

1.7.2 Phương pháp tưới lúa 30

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Đối tượng nghiên cứu 33

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 33

2.3 Nội dung nghiên cứu 33

2.3.1 Thí nghiệm 1 33

2.3.2 Thí nghiệm 2 34

2.3.3 Thí nghiệm 3 34

2.3.4 Thí nghiệm 4 34

2.4 Phương pháp nghiên cứu 35

2.4.1 Đất đai nơi thí nghiệm 35

2.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 35

2.5 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 38

2.5.1 Chỉ tiêu về sinh trưởng, phát triển 38

2.5.2 Các chỉ tiêu về sâu bệnh hại và chống chịu 39

3.5.3 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 42

3.5.4 Phương pháp sử lý số liệu 43

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 44

3.1 Điều kiện thời tiết khí hậu 44

3.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các công thức tưới nước đến tình hình sinh trưởng, phát triển của các giống lúa trên chân vàn vụ mùa 2010 và vụ xuân 2011 47

3.2.1 Ảnh hưởng của các công thức tưới nước đến thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm 47

3.2.2 Ảnh hưởng của các công thức tưới nước đến khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm 49

3.2.3 Khả năng tích luỹ chất khô của các giống lúa 52

3.2.4 Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm 54

3.2.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 55

3.2.6 Lượng nước sử dụng cho thí nghiệm trên chân vàn 62

3.2.7 Hệ số sử dụng nước của các giống lúa tham gia thí nghiệm trên chân vàn 64

3.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các công thức tưới đến tình hình sinh trưởng, phát triển của các giống lúa trên chân vàn cao vụ mùa 2010 và vụ xuân 2011 67

3.3.1 Ảnh hưởng của các công thức tưới nước đến thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm 67

3.3.2 Ảnh hưởng của các công thức tưới nước đến khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm 68

3.3.3 Khả năng tích luỹ chất khô của các giống lúa 70

3.3.4 Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm 71

3.3.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 72

3.3.6 Lượng nước sử dụng cho thí nghiệm trên chân vàn cao 77

3.3.7 Hệ số sử dụng nước của các giống lúa tham gia thí nghiệm 79

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây lương thực có vị trí quan

trọng hàng đầu trên thế giới và là nguồn thức ăn thường xuyên cho khoảng 3

tỷ người trên trái đất [38]

Lúa có khả năng thích nghi rộng nên được trồng nhiều nơi trên thế giới, tuy nhiên tập chung chủ yếu ở châu Á chiếm 90% (còn lại phân bố ở châu Phi, châu Mỹ và châu Úc) trong đó khoảng 75% diện tích lúa được trồng trong điều kiện ruộng ngập nước, 19% diện tích lúa trồng trong điều kiện ruộng thấp nhờ nước trời, và khoảng 4% diện tích lúa trồng trong điều kiện ruộng cạn không chủ động nước [38]

Trong những năm gần đây, nguồn nước cung cấp cho canh tác lúa đang ngày càng khan hiếm, đặc biệt là ở châu Á, nơi mà cây lúa được trồng trên khoảng 30% diện tích đất chủ động nước và chiếm 50% lượng nước tưới cho cây trồng [32] Theo tính toán, trên đồng ruộng nhu cầu về nước cho cây lúa cao gấp 2 đến 3 lần so với các cây trồng khác [40], nguyên nhân chính bởi lượng nước bị thất thoát trong suốt quá trình canh tác mà không tham gia vào quá trình sản xuất chiếm tới 80% lượng nước được cung cấp, chủ yếu thông qua quá trình bay hơi, chảy tràn bề mặt, thấm xuống lòng đất Việc thiếu hụt lượng nước tưới cho canh tác nông nghiệp nói chung và cây lúa nói riêng đang là mối đe dọa đối với ngành sản xuất lúa đặc biệt là hệ thống lúa tưới tiêu chủ động

Vì những lý do này, việc tiết kiệm nguồn nước và tăng cường hệ số

sử dụng nước cho lúa là việc làm cần thiết mang tính chiến lược trên qui

mô toàn cầu

Bắc Kạn là một tỉnh miền núi có tổng diện tích đất tự nhiên là 486.842

ha, trong đó đất trồng lúa là 21.520 ha chiếm 4,42% diện tích đất tự nhiên

Năng suất lúa ruộng bình quân cả năm đạt 44,46 tạ/ha, sản lượng đạt 95.672 tấn (năm 2009) ngành nông nghiệp đã đạt và vượt chỉ tiêu kế hoạch về diện tích và sản lượng cơ bản đảm bảo được an ninh lương thực cho nông dân tỉnh nhà Tuy nhiên, với năng suất hiện đạt được chưa đáp ứng tiềm năng năng suất của giống cùng với áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật mới, vì đa số ruộng chưa chủ động nước và sử dụng nước tưới cho lúa không hợp lý dẫn đến làm cạn kiệt nguồn tài nguyên nước Theo các nghiên cứu gần đây cho thấy, lượng nước tưới đầu vào cung cấp cho ruộng lúa có thể giảm đi nhưng năng suất và sản lượng lúa vẫn tăng lên, vì những lý do này, việc tiết kiệm nguồn nước tưới cho lúa là việc làm cần thiết Xuất phát từ những vấn đề nêu

trên, chúng tôi tiến hành đề tài: "Nghiên cứu một số biện pháp tưới nước phù hợp cho một số giống lúa mới loài phụ Japonica tại tỉnh Bắc Kạn”

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu

Hiện nay, tình trạng thiếu hụt nước đang đe dọa hệ thống sản xuất lúa nước chủ động và an ninh lương thực của châu Á [40] Điều này thách thức chúng ta cần phải phát triển các công nghệ mới, kỹ thuật mới và các hệ thống sản xuất mới để duy trì ngành sản xuất lúa gạo và tăng cường khả năng chống chịu với điều kiện khan hiếm nước

Đó chính là mục tiêu của các nghiên cứu về canh tác lúa tiết kiệm nước

mà Tiến sỹ, Viện sỹ Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) Tô Phúc Tường đã viết trong phần mở đầu một bài báo về canh tác lúa tiết kiệm nước đăng trên tạp chí Plant Production Sciences số 8 (3) năm 2005 [34]

Tưới nước hợp lý, ngoài tiết kiệm đáng kể được lượng nước trong canh tác còn giúp nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và giảm sâu bệnh hại trên đồng ruộng Nguyên lý chung cho việc phát triển công nghệ và hệ thống mới trong quá trình canh tác lúa tiết kiệm nước nhằm giảm tối thiểu lượng nước đầu vào, tăng lượng nước sản xuất hay còn gọi là lượng nước mà cây sử dụng là quản

lý nguồn nước ở mức độ hệ thống Làm ra nhiều thóc gạo hơn nhưng lại sử dụng nước tiết kiệm hơn hoàn toàn có thể thực hiện khi qui trình quản lý nước được thực hiện các biện pháp tổng hợp: (i) Chọn tạo và sử dụng nguồn gen, giống chống chịu hạn, đồng thời thực hiện các biện pháp kỹ thuật quản lý nguồn tài nguyên nhằm tăng năng suất cây trồng (ii) Quản lý nước ở mức độ toàn bộ hệ thống chẳng hạn như lượng nước tiết kiệm trên đồng ruộng được

sử dụng hiệu quả hơn khi tưới cho các ruộng trồng lúa mà các cây trồng trước

đó không cần tưới hoặc sử dụng ít nước

Nhiều nghiên cứu gần đây về canh tác lúa ở Trung Quốc, IRRI, Philippine,

Ấn độ… đã chỉ ra rằng khi canh tác lúa bằng các kỹ thuật mới như tưới và không tưới xen kẽ theo yêu cầu của từng thời kỳ sinh trưởng, lượng nước có thể tiết kiệm được cho lúa là rất lớn, chỉ cần từ 32 - 54% so với phương thức canh tác ngập nước truyền thống nhưng năng suất chỉ giảm nhẹ khoảng 8% so với đối chứng Tuy nhiên hiệu số sử dụng nước trong phương pháp mới là cao hơn hẳn

0,35 so với 0,23 của đối chứng [36]

Mặc dù vậy trong thực tế việc giảm thiểu lượng nước đầu vào, thay đổi hẳn tập quán canh tác cây lúa sẽ gây ra những tác động rất lớn cần nghiên cứu như: cỏ dại, dinh dưỡng cây trồng, dinh dưỡng đất, môi trường, duy trì hệ thống canh tác bền vững… đòi hỏi chúng ta cần nỗ lực tập chung nghiên cứu tìm ra được những giải pháp tổng thể đảm bảo canh tác bền vững cây lúa

1.2 Khái quát về tài nguyên nước

1.2.1 Một số khái niệm về tài nguyên nước

Nước là tài nguyên có ý nghĩa quyết định đối với sự sống và phát triển của con người và xã hội loài người Ngôn ngữ Việt Nam đã dùng chữ ‘nước” để nói lên phạm vi lãnh thổ quốc gia, trên đó người dân của quốc gia được hưởng những quyền lợi chung của dân tộc Nước là thành phần cấu thành sinh quyển

và tác động trực tiếp đến các yếu tố của thạch quyển, khí quyển và các nhân tố tác động tới khí hậu, thời tiết trong khí quyển Nước vừa là tài nguyên vật liệu vừa mang năng lượng, di chuyển các vật chất trên trái đất dưới dạng hoà tan, lơ lửng hoặc di đẩy trong nước

Nước di chuyển theo tuần hoàn nước như là một chu trình thu thập, thanh lọc

và phân phối nước một cách liên tục khắp mọi nơi trên Trái Đất Nước là một trong những nhân tố chủ yếu quyết định chất lượng môi trường sống của con người, cũng như của mọi sinh vật sống trên trái đất Chỗ nào có nước chỗ ấy có sự

sống, không có nước thì mọi hoạt động sống đều đình chỉ Nước bao phủ 70% mặt đất và tạo thành hơn 2/3 trọng lượng của tất cả các sinh vật sống [5]

1.2.2 Phân bố nước trên trái đất

Nước là dạng tài nguyên rất phong phú gần như vô tận trong sinh quyển, tập trung nhiều nhất ở Đại Dương và trong các lớp băng hà Tuy nhiên, lượng nước ngọt thực sự hiện hữu cho nhân loại trực tiếp sử dụng không phải là vô tận và đặc biệt do sự phân bố không đồng đều nên con người ở nhiều khu vực trên thế giới đã chịu hạn hán thiếu nước trầm trọng, nhất là vào mùa khô Bên cạnh đó, lượng nước ngầm, nước sông suối còn bị ô nhiễm do hoạt động sinh hoạt của con người nên một số trường hợp trở thành nguy hiểm cho sức khoẻ

và đời sống của con người và sinh vật

Tổng lượng nước lớn nhưng lượng nước ngọt mà con người có thể sử dụng được rất ít và chỉ có thể khai thác được từ các nguồn sau (lượng nước ngọt trên bề mặt đất):

- Lượng nước mưa rơi xuống mặt đất

- Nước tồn tại trong các sông, rạch, ao, hồ

- Một phần rất ít nước từ đầm lầy và băng tuyết

Hiện nay trên phạm vi toàn cầu con người dùng 8% trong tổng lượng nước ngọt được khai thác cho sinh hoạt, 23% cho công nghiệp và 63% cho nông nghiệp [5]

Nước ta với lượng mưa bình quân năm khoảng gần 2.000 mm/năm trên cả nước, lại ở vùng trung và hạ lưu một số sông lớn xuất phát từ các quốc gia khác nên có lượng nước bình quân trên đầu người khá lớn bằng 17.000m3/người/năm Modun dòng chảy vùng nhiều mưa lên tới 70 – 100 l/giây/km2, nơi ít mưa cũng 5 l/giây/km2 Sông ngòi Việt Nam có tiềm năng cung cấp cho dân sinh và các ngành kinh tế ở nước ta một lượng nước khoảng 100-150 km3/năm, chưa kể lượng nước từ bên ngoài đổ vào Trữ lượng nước

ngầm có thể khai thác vào khoảng 10 triệu m3/ngày, hiện nay ta đã khai thác khoảng 500m3/năm/người, chỉ khoảng 3% tiềm năng [5]

Trong thực tế hiện tượng thiếu nước đã trở nên nghiêm trọng tại một số địa phương Các hồ chứa nước lớn nhỏ, các khu tưới lớn được xây dựng và hoạt động vài mươi năm gần đây đã tăng tổn thất nước do bốc hơi Lượng nước tưới cho nông nghiệp không hồi quy vào vùng hạ lưu lên tới trên 20% lượng nước dùng Tại các vùng rừng đã bị tàn phá nghiêm trọng các suối khô cạn, nạn thiếu nước trở nên trầm trọng Vào mùa khô nhân dân vùng núi cao phía Bắc (Đồng Văn, Mèo Vạc ) Tây Bắc (Lai Châu) phải đi xa hàng chục km để lấy nước ăn Năm 1993 hạn hán nghiêm trọng tại Quảng Trị, năm 1995 tại Đắc Lắc gây thiệt hại nghiêm trọng về nông nghiệp và khó khăn lớn về đời sống

Ví dụ tại đồng bằng Miền Bắc Trung Quốc, khu vực này đang thiếu hụt khoảng 15 tỷ m3 nước hàng năm, điều này làm sụt giảm năng suất và lượng nước ngầm đang ngày càng cạn kiệt dần [36] Hơn nữa, sự cạnh tranh về nhu cầu nước của các ngành công nghiệp, sinh hoạt của các khu đô thị ngày càng tăng đối với nguồn nước sử dụng cho nông nghiệp Diện tích đất dành cho canh tác đặc biệt là những cây trồng đòi hỏi lượng nước lớn như lúa nước lúa bắt đầu bị cắt giảm từ những năm 2002, và năm 2007 lúa nước bị cấm canh tác ở khu vực thành phố Bắc Kinh [37] Ở Việt Nam trong đợt hạn kéo dài đầu năm 2007, do cần một lượng nước tưới lớn cung cấp cho đồng bằng Sông Hồng canh tác nông nghiệp, nhà máy thủy điện lớn nhất Việt Nam đã phải cắt giảm sản xuất đến mức duy trì tối thiểu để đập nước Hòa Bình xả nước cho sản xuất nông nghiệp lưu vực hạ lưu sông Hồng

Do đó, vấn đề sử dụng nước ngọt một cách hợp lý và hữu hiệu cần phải đặc biệt chú ý nhằm có đủ dự trữ cho nhu cầu ngày càng tăng nhanh (nước sinh hoạt, nước tưới tiêu, nước cho công nghiệp và giải trí )

1.2.3 Tác động gây suy thoái chất lượng nguồn nước

Ngày nay, nhu cầu phát triển kinh tế nhanh với mục tiêu lợi nhuận cao, con người đã lờ đi các tác động ảnh hưởng đến các nhân tố tự nhiên và môi trường một cách trực tiếp hoặc gián tiếp Đặc biệt đối với các nước đang phát triển và các nước nghèo đã làm cho môi trường nước bị ô nhiễm ngày càng trầm trọng hơn

Sự gia tăng dân số quá nhanh là nguyên nhân chính gây áp lực lên nguồn nước Vì nhu cầu nước cho phát triển nông nghiệp để gia tăng lương thực thực phẩm, phát triển công nghiệp để gia tăng hàng hóa và gia tăng thêm nhiều hình thức dịch vụ

Với trình độ công nghệ hiện nay để sản xuất 1 tấn giấy cần 250 tấn nước,

1 tấn phân đạm cần 600 tấn nước Trong nông nghiệp để sản xuất đường hoặc chất bột cần khoảng 1000 tấn nước Sản xuất chất bột từ lúa nước còn cần nhiều hơn Nhu cầu sinh học của người và động vật vào khoảng 10 tấn nước/1tấn tế bào sống Để đáp ứng nhu cầu của mình, tại nhiều nơi trên thế giới con người đã sử dụng hết nguồn nước mặt và đã phải khai thác nguồn nước ngầm So với 3 thập kỉ trước đây lượng nước ngầm khai thác đã tăng gấp 30 lần và đến đầu thế kỉ 21 tăng thêm 1/3 lần nữa Chất lượng nước có những suy thoái nghiêm trọng Nồng độ Nitrat ở các sông châu Âu cao hơn nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép [5]

Từ năm 1980, Liên Hiệp Quốc đã khởi xướng “thập kỉ quốc tế về cung cấp nước uống và vệ sinh” với mục tiêu là tới năm 1990 tất cả mọi người trên thế giới đều được cung cấp nước sạch và có các điều kiện vệ sinh tối thiểu cần thiết Chương trình đã sử dụng khoảng 300 tỉ USD, thu được nhiều kết quả tốt nhưng mục tiêu cuối cùng vẫn chưa đạt tới Tới cuối năm 1990, theo báo cáo chỉ 79% dân thành thị và 41% dân nông thôn được hưởng nước sạch và điều kiện vệ sinh Bình quân trong 5 người sống ở các nước đang phát triển, có 3

người không được uống nước sạch, không có nguồn bệnh 80% bệnh tật trong nhân dân ở các nước này bắt nguồn từ việc dùng nước bị ô nhiễm [5]

Các dòng nước mặt (sông, kênh rạch…) đặc biệt là ở vùng đô thị đều bị ô nhiễm trầm trọng bởi rác thải, nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư xả vào kênh rạch chưa qua xử lý Tình trạng lấn chiếm lòng, bờ sông kênh rạch để sinh sống, xả rác và nước thải trực tiếp trên bề mặt gây ô nhiễm nước mặt, cản trở lưu thông của dòng chảy, tắc nghẽn cống rãnh tạo nước tù Môi trường yếm khí gia tăng phân hủy các hợp chất hữu cơ, không những gây mùi hôi thối, ô nhiễm nguồn nước và môi trường mà còn gây khó khăn trong việc lấy nguồn nước mặt để xử lý thành nguồn nước sạch cấp cho nhu cầu xã hội Nhu cầu nước sử dụng cho ăn uống, sinh hoạt và các hoạt động khác của con người gia tăng, dẫn đến tình trạng khai thác nước dưới đất tràn lan gây cạn kiệt nguồn nước và ảnh hưởng đến môi trường như sụp lún, nhiễm mặn

Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, quyết định

sự thành công trong các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia Hiện nay nguồn tài nguyên thiên nhiên quý hiếm và quan trọng này đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt Nguy cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và sạch là một hiểm họa lớn đối với sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ sự sống trên trái đất

Do đó con người cần phải nhanh chóng có các biện pháp bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước

Hiện nay, đã có nhiều hoạt động tuyên truyền chủ trương xã hội hoá công tác bảo vệ tài nguyên nước, đưa ra nhiều biện pháp nhằm kêu gọi tất cả các thành viên trong xã hội nâng cao ý thức, cùng hành động tích cực bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên này Bảo vệ tài nguyên nước, nghiên cứu khai thác và sử dụng nước tiết kiệm là nhiệm vụ cấp bách, nó không chỉ đáp ứng các yêu cầu trước mắt mà còn tạo nền tảng vững chắc cho sự nghiệp bảo vệ Tài nguyên và

môi trường trong tương lai lâu dài, vì đó là sự sống còn của chính chúng ta hiện nay và con cháu sau này

1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới

Hiện nay thế giới có trên 100 nước trồng lúa ở hầu hết các châu lục 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 [42]

Sau đây chúng ta thấy biến động về diện tích, năng suất và sản lượng lúa trên toàn thế giới trong vài thập kỷ gần đây

Bảng 1.1 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây

Năm Diện tích

(Nghìn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (Triệu tấn)

(Nguồn: FAO STAT, 2010) [42]

Bảng 1.1 cho thấy: Diện tích canh tác lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây có xu hướng tăng Song tăng mạnh nhất vào những thập niên 70, 90

của thế kỷ XX và có xu hướng ổn định từ những năm đầu của thế kỷ XXI Về năng suất của lúa cũng tăng dần qua các năm và tăng nhanh nhất vào thập niên 70, 80 Đến thập niên 90 và những năm đầu của thế kỷ XXI năng suất lúa tăng chậm lại song nhìn chung năng suất tăng gần gấp đôi từ 23,81 tạ/ha năm 1970 lên 42,04 tạ/ha vào năm 2009 Điều này cho thấy “cuộc Cách mạng xanh” từ giữa thập niên 60 đã ảnh hưởng tích cực đến sản lượng lúa của thế giới nói chung và của châu Á nói riêng, những tiến bộ kỹ thuật mới nhất là giống mới, kỹ thuật thâm canh tiên tiến được áp dụng rộng rãi trong sản xuất

đã góp phần làm cho sản lượng lúa tăng lên đáng kể

Châu Á gồm 8 nước có sản lượng cao nhất đó là Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Myanma và Nhật Bản Hiện nay châu Á có diện tích lúa cao nhất với 143,4 triệu ha, sản lượng 611,7 triệu tấn [42]

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo của 10 nước đứng đầu thế giới năm 2009

Tên nước Diện tích

(ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (tấn)

Qua Bảng 1.2 cho thấy: Nước có diện tích trồng lúa lớn nhất là Ấn Độ với diện tích 44,1 triệu ha, sản lượng lúa của Ấn Độ là 131,3 triệu tấn, chiếm 19,3% tổng sản lượng của thế giới

Trung Quốc là một nước có dân số đông nhất thế giới, trong vài thập niên gần đây Trung Quốc có nhiều thành tựu trong cải tiến giống lúa, trong đó đặc biệt quan tâm đến sử dụng ưu thế lai ở lúa do đó năng suất bình quân đạt 65,9 tạ/ha, sản lượng đạt 197,26 triệu tấn (đứng đầu về sản lượng lúa trên thế giới) Tuy nhiên trong những năm gần đây diện tích canh tác lúa của Trung Quốc giảm do quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa tăng nhanh bên cạnh đó nguồn nước ngọt không đủ và phân bố không đều Đây cũng là trở ngại lớn trong việc nâng cao năng suất và sản lượng lúa của Trung Quốc

Thái Lan là nước xuất khẩu gạo hàng đầu Thế giới Nước này cũng được thiên nhiên ưu đãi với những vùng châu thổ trồng lúa phì nhiêu, diện tích canh tác lớn (chiếm khoảng 40% diện tích tự nhiên), điều kiện thời tiết thuận lợi, mưa thuận gió hòa thích hợp cho phát triển cây lúa nước Vì vậy, cây lúa

là cây trồng chính trong sản xuất nông nghiệp của Thái Lan với diện tích 10,96 triệu ha, năng suất bình quân 28,7 tạ/ha, sản lượng 31,5 triệu tấn và là nước xuất khẩu gạo đứng đầu thế giới Các trung tâm nghiên cứu giống lúa được thành lập ở nhiều tỉnh và khu vực Nhiệm vụ của các cơ sở này là tiến hành chọn lọc, phục tráng, lai tạo ra các giống lúa tốt phục vụ cho nội tiêu và đặc biệt là cho xuất khẩu để thu ngoại tệ Tiêu chí chọn giống lúa của các nhà khoa học Thái Lan là các giống phải có thời gian sinh trưởng trung bình đến dài ngày (vì phần lớn lúa ở Thái Lan chỉ trồng được 1 vụ/năm) hạt gạo dài và trong, ít dập gãy khi xay sát, có hương thơm, coi trọng chất lượng hơn là năng suất điều này cho chúng ta thấy tại sao giá gạo xuất khẩu của Thái Lan luôn cao hơn của Việt Nam Theo hướng này Thái Lan đã tạo ra các giống lúa

chất lượng nổi tiếng Thế giới, trong đó phải kể đến các giống như: Khao đomali, Jasmin (Hương nhài) [42]

Theo dự báo của Ban Nghiên cứu Kinh tế, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (2011) dự báo trong giai đoạn 2007 - 2017, các nước sản xuất gạo ở Châu Á

sẽ tiếp tục là nguồn cung cấp gạo xuất khẩu chính của thế giới: Bao gồm Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ Riêng xuất khẩu gạo của hai nước Thái Lan và Việt Nam sẽ chiếm khoảng nửa tổng lượng gạo xuất khẩu của thế giới Việt Nam xuất khẩu gạo hạt dài là chủ yếu Thái Lan xuất khẩu gạo thơm, gạo hạt dài đặc biệt và gạo dính

Dự báo, một số nước khác cũng sẽ đóng góp giúp tăng sản lượng gạo thế giới như: Ấn Độ, các tiểu vùng Saharan Châu Phi, Bangladesh, Philippines, Brazil

Ấn Độ dự báo vẫn đứng ở vị trí thứ tư trong số các nước xuất khẩu gạo lớn trên thế giới Xuất khẩu gạo của Ấn Độ thất thường Gạo Ấn Độ xuất khẩu chủ yếu là gạo basmati Tuy nhiên trong những năm gần đây, lũ và hạn hán xảy ra ở nước này gây thiệt hại lớn về sản lượng lương thực, giá lúa mỳ tăng cao đã đẩy nhu cầu tiêu thụ gạo tăng Chính phủ nước này đang xem xét ban hành chính sách cấm xuất khẩu các loại gạo thường không phải basmati Theo dự báo của USDA trong thập kỷ tới, dự báo xuất khẩu gạo Ấn Độ sẽ tăng trưởng hơn 30%, thị phần xuất khẩu gạo của Ấn Độ sẽ tăng từ 16% năm 2007/08 lên khoảng 17% đến năm 2016/17 [1]

Ngược lại với 3 nước xuất khẩu gạo đứng đầu thế giới, thị phần gạo xuất khẩu dự báo sẽ giảm ở Hoa Kỳ, Pakistan, và Trung Quốc Mặc dù Hoa Kỳ dự báo vẫn là nước xuất khẩu gạo lớn thứ tư thế giới trong giai đoạn 2007/08 đến 2016/17, tuy nhiên trong giai đoạn này, xuất khẩu gạo Hoa Kỳ tăng chậm trong

cả giai đoạn Thị phần xuất khẩu gạo của Hoa Kỳ trên thị trường thế giới sẽ giảm từ 12% năm 2007/08 xuống chỉ còn khoảng 10% vào năm 2016/17 Lý

do, tăng nhu cầu trong nước và mở rộng sản xuất ở các vùng có diện tích hẹp, năng suất tăng chậm làm ảnh hưởng đến xuất khẩu gạo của Hoa Kỳ

Ở Pakistan hiện nay là nước xuất khẩu gạo lớn thứ năm thế giới, và có ít khả năng mở rộng diện tích lúa gạo Ngoài ra, Pakistan còn đang đối mặt với vấn đề thiếu nước, các vấn đề môi trường liên quan đến nông nghiệp Như vậy, xuất khẩu gạo Pakistan dự kiến tương đối ổn định, ở mức 3 triệu tấn một năm trong cả giai đoạn

Trung Quốc xuất khẩu trung bình 2,6 triệu tấn gạo trong giai đoạn 1998 -

2003, từ đó xuất khẩu gạo của Trung Quốc tiếp tục giữ ổn định ở mức 1 triệu tấn gạo Khối lượng gạo xuất khẩu của Trung Quốc giảm từ năm 2004 do diện tích lúa thu hẹp lại dẫn đến nguồn cung trong nước hạn chế Diện tích sản xuất lúa được dự báo là giảm nhẹ, bù lại năng suất tăng lên Mức tiêu dùng giảm nhẹ bù cho dân số tăng Trung Quốc xuất khẩu gạo chất lượng cao, gạo hạt ngắn và trung bình tới thị trường bắc Á và gạo chất lượng thấp, hạt dài tới thị trường Sahara Châu Phi và mọt số thị trưòng có thu nhập thấp của Châu Á [1] Năm 2011, sản xuất lúa gạo trên thế giới nhìn chung không có thay đổi lớn

so với năm 2010 nhưng nhóm các nước tiêu dùng lớn như: Trung Quốc, Pakistan, Indonesia, Philippines đang đẩy mạnh chiến lược tự cân đối nhu cầu trong nước,

do đó thị trường thế giới sẽ chỉ có đột biến khi bất ổn về thiên tai xảy ra

Đầu năm 2011, lượng cung thương mại gạo toàn cầu vẫn khá dồi dào, trong khi đó, nhu cầu thế giới chưa có dấu hiệu khan hiếm; do đó, thị trường gạo toàn cầu chỉ chịu tác động trong hai trường hợp: Nếu các nước vừa chịu ảnh hưởng nặng nề về hạn hán và lũ lụt như Trung Quốc, Pakistan, ấn Độ, Philippines tăng lượng dự trữ thông qua nguồn cung trong nước hoặc mua bổ sung vào lượng dự trữ; hoặc thiên tai bất ngờ xảy ra tại các nước sản xuất và tiêu dùng gạo

Trong các nước xuất khẩu gạo với khối lượng nhỏ hơn như Úc, Achentina, các nước Nam Mỹ khác (Uruguay, Guyana, Surinam) dự kiến sẽ tăng xuất khẩu trong giai đoạn tới Úc dự kiến sẽ tăng xuất khẩu từ 150 nghìn tấn năm 2007/08 lên 220 nghìn tấn vào năm 2008/09, do sự khôi phục của sản lượng gạo sau hạn hán Mặc dù vậy, xuất khẩu gạo Úc vấn sẽ thấp hơn mức

kỷ lục 662 nghìn tấn gạo xuất khẩu vào năm 1998/99 Xuất khẩu gạo Achentina dự kiến sẽ tăng 3 - 4% năm trong giai đoạn 2007/08 đến 2016/17,

do sản lượng gạo tăng dự kiến vượt nhu cầu gạo nội địa Xuất khẩu gạo của các nước Nam Mỹ (chủ yếu từ Uruguay) dự báo tăng 2 - 3% mỗi năm, do tăng trưởng sản lượng thấp hơn mức tăng tiêu dùng Các nước Úc, Achentina, Uruguay xuất khẩu hầu hết các nông sản của họ

Ai Cập và EU cũng xuất khẩu gạo, nhưng dự báo xuất khẩu gạo của Ai Cập dự báo sẽ giảm trong 10 năm tới, do tăng trưởng tiêu dùng gạo mạnh vượt mức tăng sản lượng Xuất khẩu gạo Ai Cập hiện đã đạt gần tới mức kỷ lục Diện tích trồng lúa dự báo sẽ không tăng và năng suất lúa Ai Cập đạt mức gần cao nhất của thế giới Xuất khẩu gạo EU dự báo không tăng và ổn định trong suốt giai đoạn 1008/09 đến 2016/17, sau khi tăng mạnh trong giai đoạn đầu dự báo EU không cạnh tranh về giá trên thị trường gạo thế giới Hầu hết xuất khẩu gạo EU tới các thị trường Bắc Phi, Trung Đông, Trung Á và các nước châu Âu khác [1]

Theo dự báo của Ban nghiên cứu kinh tế - Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (2011) theo đó sản xuất gạo toàn cầu dự báo tăng theo các năm trong thập kỷ tới, chủ yếu là nhờ tăng năng suất lúa Năng suất trung bình dự báo sẽ tăng khoảng gần 1% mỗi năm, xấp xỉ so với tỷ lệ tăng trưởng năng suất bình quân đạt được trong 10 năm trở lại đây Mặc dù sản lượng bình quân hàng năm đều tăng , song tăng trưởng sản lượng dự kiến thấp hơn so với mức đạt được trong những năm cuối thập kỷ 1960 cho đến 1980

Tăng trưởng năng suất bằng sự phát triển và ứng dụng các công nghệ cải tiến sẽ là giải pháp trong dài hạn để giúp giảm thiểu tình trạng tăng giá gạo Cần phải có một cuộc Cách mạng xanh lần II, tăng đầu tư cho nghiên cứu kết hợp với cải cách chính sách để tăng hiệu quả kinh tế từ thị trường gạo sẽ giúp bình ổn giá lúa gạo và giảm nghèo

Châu Á được coi là cái nôi của lúa gạo do sản xuất cũng như tiêu thụ chiếm tới trên 90% tổng sản lượng lúa gạo của Thế giới, nơi đã diễn ra cuộc

“Cách mạng xanh” giữa thế kỷ XX, ở đây đã lai tạo ra nhiều giống lúa nước ngắn ngày, năng suất cao, nhờ vậy đã góp phần thành công trong việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng và cơ cấu mùa vụ theo hướng sản xuất lúa hàng hóa ở nhiều quốc gia Sự nổi bật của khu vực này có ảnh hưởng quyết định vào tương lai cũng như quá khứ của tình hình sản xuất lúa gạo trên Thế giới Theo dự báo của Ban nghiên cứu Kinh tế - Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, trong giai đoạn 2007 - 2017, các nước sản xuất gạo ở châu Á sẽ tiếp tục là nguồn xuất khẩu gạo chính của thế giới, bao gồm Thái Lan, Việt Nam, Ấn

Độ Riêng xuất khẩu gạo của hai nước Thái Lan và Việt Nam sẽ chiếm khoảng nửa tổng lượng gạo xuất khẩu của thế giới Một số nước khác cũng sẽ đóng góp giúp tăng sản lượng gạo thế giới như: Ấn Độ, các tiểu vùng Sahara châu Phi, Bangladesh, Philippines, Brazil [1]

Nhật Bản là một trong mười nước có diện tích trồng lúa nhiều nhất thế giới Nhật Bản cũng là nước đạt năng suất cao đứng hàng đầu thế giới, tuy có diện tích không lớn song sản lượng năm 2005 đạt trên 11,4 triệu tấn Để đáp ứng thị hiếu người tiêu dung Nhật Bản tập trung vào công tác nghiên cứu giống lúa ở các viện Các nhà khoa học Nhật Bản đã lai tạo và đưa vào sản xuất các giống vừa có năng suất cao, chất lượng tốt đặc biệt là 2 giống: Miyazaki1 và Miyazaki2 Cho đến giờ các giống này vẫn giữ được vị trí hàng

đầu về 2 chỉ tiêu quan trọng đó là hàm lượng Protein cao tới 13%, hàm lượng Lysin cũng rất cao ( Nguyễn Hữu Hồng, 1993) [16]

1.4 Tình hình nghiên cứu về canh tác lúa tiết kiệm nước trên thế giới

Trong nhiều năm qua tình trạng thiếu nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp đã gây sức ép lên hệ thống sản xuất lúa gạo, một trong nhưng cây trồng tiêu tốn nhiều lượng nước nhất, theo tính toán lượng nước cần cung cấp cho lúa cao gấp 3 - 4 lần so với các loại cây trồng thuộc họ hòa thảo khác [40] Việc cắt giảm khoảng 10% lượng nước cho hệ thống canh tác lúa gạo sẽ cung cấp một lượng nước tương ứng với 150.000 triệu m3 tương ứng khoảng 25% tổng lượng nước ngọt dùng cho mục đích phi nông nghiệp trên toàn cầu [32] Gần đây các nghiên cứu về cải tiến hệ thống canh tác lúa nước với mục đích tiết kiệm nguồn nước tưới, nâng cao hệ số sử dụng nước cho lúa đã được rất nhiều các nhà khoa học quan tâm và nhiều công trình nghiên cứu đã được công bố như ở Trung Quôc, Ấn độ, IRRI, Philippine [39]

Các nhà khoa học nông nghiệp Bangladesh đã lai tạo được 93 giống lúa mới có khả năng tiết kiệm 33-50% lượng nước trong quá trình canh tác Đây là thành quả chung của các chuyên gia đến từ Viện Phát triển Nông thôn (RDA) (Bogra, Bangladesh) và Viện Nghiên cứu Lúa Bangladesh [18]

Dự án này có tên gọi "Phát triển và phổ biến công nghệ lúa tiết kiệm nước ở Nam Á" do Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) và Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB) hỗ trợ Ông Mohammad Ferdous Alam, Tổng giám đốc RDA hy vọng rằng những giống lúa mới không chỉ sử dụng ít nước mà còn tiết kiệm thêm năng lượng và điện một khi được đưa vào canh tác Trong số

93 giống lúa mới này, có một số có thể cho thu hoạch chỉ trong 120-130 ngày

so với 150 ngày của các giống lúa thông thường

Ông AKM Zakaria, điều phối viên của dự án đồng thời là Phó giám đốc RDA, cho biết hiện nay để sản xuất 1 kg gạo phải cần tới 5 tấn nước (cao gấp

5 lần so với Ấn Độ) và Bangladesh sẽ phải đối mặt với cuộc khủng hoảng nước trong vài năm tới nếu vẫn sử dụng nước với mức độ hiện nay [18]

Canh tác lúa tiết kiệm nước hoặc giảm lượng nước đầu vào

Để xác định được lượng nước tiết kiệm thông thường cần sử dụng các kỹ thuật nhằm giảm lượng nước đầu vào tồn tại trên bề mặt ruộng Thuật ngữ này rất thích hợp khi nguồn nước ngày càng khan hiếm và tổng lượng nước tiết kiệm được có thể sẽ được sử dụng cho các cây trồng khác hoặc dự trữ cho vụ sau [32] Lượng nước tiết kiệm được sẽ phụ thuộc vào quan điểm của người sử dụng nước tưới Đối với người nông dân trồng lúa, họ ưa thích nguồn nước dồi dào, nhưng họ lại không nghĩ đến việc cần phải tiết kiệm nước trừ khi có các kỹ thuật tiết kiệm nước nhằm mang lại lợi ích cho bản thân họ như giảm giá thành nước tưới, tăng năng suất cây trồng

Giảm lượng nước đầu vào không hẳn đồng nghĩa với việc tiết kiệm nước, Ở những vùng khan hiếm nước, người nông dân cần phải trang bị các

kỹ thuật trồng lúa trong điều kiện thiếu nước, không phải là tiết kiệm nước bởi ở đó không có lượng nước để tiết kiệm, đơn giản là ở những nơi đó không

có đủ lượng nước để trồng lúa theo phương thức truyền thống Chính vì vậy, nguyên lý của việc tiết kiệm nước chính là làm tăng lượng nước cây sử dụng Lượng nước cây sử dụng là tổng lượng chất khô mà cây tạo nên trên một đơn vị nước tưới Điều này phụ thuộc vào các dạng nước dòng chảy của nước trong đất, hay lượng nước cây sử dụng có thể được định nghĩa chính là lượng chất khô mà cây tạo nên trên đơn vị nước bay hơi đi (WPET) hay tính bằng lượng chất khô mà cây tạo nên trên một tổng đơn vị nước đầu vào (WPIT) [40]

Các kỹ thuật canh tác tiết kiệm nước

Có rất nhiều kỹ thuật canh tác lúa tiết kiệm nước đã được áp dụng, các

kỹ thuật đang được phát triển và giúp nông dân trồng lúa có cách nhìn tổng quát về điều kiện tưới tiêu [40] Các kỹ thuật này nhằm tăng lượng nước cây

sử dụng so với tổng số nước cung cấp (do mưa, tưới), mà chủ yếu là giảm sự chảy tràn, và thất thoát do thoát hơi bề mặt [34]

Cải tạo tính chất đất: làm đất tối thiểu, tăng khả năng giữ nước của đất

Giảm thời gian đất trống: Giảm thiểu thời gian giữa làm đất và gieo cấy, đây là thời gian đất không có cây trồng mọc nên lượng nước lúc này không hề tham gia vào việc hình thành năng suất sinh khối trong cây [35]

Canh tác trên đất vừa đủ bão hòa nước: Đất vừa đủ bảo hòa nước là loại

đất có thể giữ được lượng nước nhất định trong đất, bởi vậy giảm thiểu lượng nước tồn tại trên bề mặt ruộng tạo điều kiện có mặt nước ở phía trên ruộng Điều này đồng nghĩa với việc giảm thiểu lượng nước chảy tràn và lượng nước thoát hơi lãng phí trên bề mặt ruộng Canh tác trên đất vừa đủ bão hòa nước đồng nghĩa với việc chỉ duy trì một lượng nước rất thấp khoảng 1cm trên bề mặt Giảm độ cao mặt nước trên mặt ruộng cũng có nghĩa là giảm được sự thất thoát nước trên bề mặt thoáng tự do [32]

Áp dụng phương thức tưới Ngập - Cạn (AWD: Alternate Wetting and Drying)

Đối với phương thức AWD quá trình tưới nước được thực hiện nhằm tạo cho ruộng ngập nước bề mặt trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó sẽ tháo nước đi không cho ruộng ngập nước nữa Mặc dù đã có một số nghiên cứu cho thấy phương thức AWD làm tăng năng suất lúa, tuy nhiên gần đây, các nghiên cứu đã cho thấy đó chỉ là các trường hợp ngoại lệ chứ không phải là qui luật [33] Trong 31 thửa ruộng được phân tích bởi Bouman và Tuong năm 2001, 92% số công thức AWD cho kết quả năng suất lúa giảm và biến động này từ 0- 70% so với công thức đối chứng tưới ngập nước Trong tất cả các trường hợp,

phương thức AWD làm tăng hiệu quả sử dụng nước bởi chúng làm tăng lượng nước cây sử dụng so với tổng lượng nước đầu vào bởi phương thức này làm giảm lượng nước đầu vào

Bouman và Tuong (2005) đã đưa ra kết luận, sự biến động lớn về kết quả của phương thức canh tác AWD là do nguyên nhân bởi sự khác nhau về số ngày giữa lần tưới ngập và thời gian tháo cạn nước trên mặt ruộng Các thí nghiệm này được thực hiện rất nhiều tại Trung Quốc và Phillipine trên đất thịt

và có mức nước bề mặt ngập nước thấp [41] Kết quả của các thí nghiệm này cho thấy, tổng lượng nước đầu vào (nước mưa và nước tưới) giảm khoảng 15- 30% mà không làm giảm năng suất một cách có ý nghĩa

Canh tác lúa trên đất cạn: Hệ thống trồng lúa trên đất cạn đặc biệt là sự thích ứng của các giống lúa chịu hạn trồng trên đất cạn giống như các giống lúa

mì hoặc ngũ cốc khác hoặc trồng trong điều kiện không thường xuyên ngập nước Các thí nghiệm ở Philippine và Trung Quốc cũng đã cho thấy, lượng nước đầu vào cho hệ thống lúa cạn giảm từ 30-50% so với hệ thống lúa trồng trên đất ngập nước với mức giảm năng suất khoảng từ 20-30% [32]

1.5 Tình hình sản xuất lúa trong nước

Việt Nam là một nước có nền nông nghiệp với khoảng 80% dân số làm nghề nông, chính vì vậy mà trải qua 4000 năm lịch sử cây lúa luôn gắn liền với sự phát triển của dân tộc

Nước ta thuộc vùng nhiệt đới nằm ở toạ độ 8030’ - 23022’vĩ tuyến Bắc,

102010’ - 109029’ kinh tuyến Đông, thuộc vùng khí hậu nhiệt đới Với đặc điểm khí hậu này đã phần nào khẳng định thêm Việt Nam là cái nôi hình thành cây lúa

Địa hình nước ta trải dài từ Bắc vào Nam hình thành nên những vùng đồng bằng rộng lớn tạo điều kiện cho sự hình thành và phát triển của cây lúa nước Việt Nam đã tiếp thu cuộc Cách mạng xanh rất nhanh chóng Năm 1987

trước đổi mới, sản lượng thóc chỉ đạt 15,1 triệu tấn Đến năm 2007 sản lượng thóc đạt 35,56 triệu tấn, gấp 2,36 lần Một tốc độ tăng hiếm gặp cũng là cao nhất trong khu vực và cao nhất trong những nước trồng lúa trên thế giới [42]

Cụ thể tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam trong những năm gần đây thể hiện qua bảng sau:

Bảng 1.3 Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ Năm Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn)

(Nguồn: FAO STAT, 2010) [42 ]

Những số liệu thống kê trên cho thấy: Diện tích trồng lúa ở Việt Nam

có xu hướng giảm từ năm 2002 trở lại đây, từ 7,504 nghìn ha (2002) xuống còn 7,207 nghìn ha (2007) Đất trồng lúa chủ yếu được chuyển sang các mục đích phi nông nghiệp: Khu công nghiệp, sân golf Nên mặc dù năng suất trong giai đoạn này liên tục tăng, từ 45,9 tạ/ha (2002) lên 48,5 tạ/ha (2004)

và duy trì ổn định trong giai đoạn 2004 - 2006, đến năm 2007 năng suất lúa ước đạt 49,8 tạ/ha tăng 0,9 tạ/ha so với năm trước nhưng sản lượng lúa trong giai đoạn 2003 - 2009 đã tăng rất nhanh 4,327 triệu tấn Nói tóm lại, diện tích lúa có xu hướng giảm nhưng sản lượng sẽ vẫn duy trì ở mức ổn định và

có thể tăng vì chúng ta sẽ không ngừng cải thiện công tác giống trong sản xuất lúa, đây cũng chính là chiến lược sản xuất của Việt Nam trong thời gian tới, phấn đấu đạt và duy trì sản lượng lúa hàng năm là 40 triệu tấn/năm, đẩy mạnh sản xuất giống lúa có chất lượng cao xuất khẩu hàng năm từ 4 - 5 triệu tấn Như vậy việc nghiên cứu, chọn lọc, lai tạo và nhập khẩu các loại giống lúa có chất lượng cao phục vụ cho yêu cầu sản xuất là một nhiệm vụ sống còn và phải đặt thành chương trình cấp Quốc gia và phải huy động cả “4 nhà”(Nhà nước, Nhà khoa học, Nhà nông và nhà Doanh nghiệp) cùng tham gia thì mới có hy vọng đạt kết quả như mong muốn

Trong giai đoạn từ năm 2000 - 2007, tổng diện tích lúa của cả năm có xu hướng giảm liên tục, trong khi đó sản lượng lại có biến động tăng đạt mức cao nhất là 36 triệu tấn/năm vào năm 2004 Điều này thể hiện trình độ thâm canh cây lúa của Việt Nam đã có những tiến bộ nhất định Năm 2008, sản xuất lúa

đã tăng cả về diện tích và sản lượng Diện tích lúa đã tăng trở lại (gần 7,40 triệu ha), gần bằng mức của năm 2004 (hơn 7,44 triệu ha) Đây cũng là năm được mùa về lúa gạo của Việt Nam

Lúa là cây lương thực quan trọng hàng đầu trong sản xuất nông nghiệp của nước ta, hàng năm cây lúa cung cấp 85 - 87% tổng sản lượng lương thực trong nước, tuy rằng diện tích tự nhiên của Việt Nam chỉ đạt 33,1 triệu ha, đất

sử dụng cho nông nghiệp là 7,4 triệu ha chiếm 22 % diện tích tự nhiên, trong

đó diện tích trồng lúa là 4,25 triệu ha chiếm 76,9%, còn lại là cây trồng cạn và cây lương thực khác [25]

Ngành sản xuất lúa gạo Việt Nam đã có những thành công lớn trong

những năm gần đây Cơm gạo là thức ăn chính và sản xuất lúa gạo đã là căn bản của nền kinh tế Việt Nam qua mấy ngàn năm lịch sử, sản xuất lúa gạo đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế nông thôn Việt Nam, với 75% dân

số Việt Nam tham gia trồng lúa gạo Hầu hết nông dân vẫn coi công việc trồng lúa đem lại nguồn thu nhập chính của họ

Trong những năm gần đây, tuy diện tích đất trồng lúa có xu hướng giảm dần từ 7,666 triệu ha năm 2000 xuống còn 7,305 triệu ha năm 2007, giảm với tốc độ 0,69%/năm, nhưng sản lượng lương thực tăng từ 32,530 triệu tấn năm

2000 lên 35,56 triệu tấn năm 2007, vẫn đảm bảo giữ vững được an ninh lương thực Đặc biệt do giá gạo Thế giới năm 2008 biến động tăng nên tổng diện tích lúa gieo trồng năm 2008 đã tăng lên 7,414 triệu ha, năng suất 5,22 tấn/ha, với tổng sản lượng 38,72 triệu tấn, cao nhất từ trước tới nay Đặc biệt diện tích lúa Hè thu từ Vùng Duyên hải Nam trung bộ trở vào ĐBSCL diện tích lúa hè thu từ 2,203 triệu ha, năng suất 4,6 tấn/ha năm 2007 tăng lên 2,370 triệu ha, năng suất 4,8 tấn/ha năm 2008 [42]

Theo FAO đánh giá thì thập kỷ 90 tốc độ tăng sản lượng lúa gạo Việt Nam là 5,3% so với 1,5% của Thế giới và 1,51% của khu vực Châu Á -Thái Bình Dương Tốc độ tương ứng về diện tích là 2,4% so với 0,5% (Thế giới) và 0,5% (khu vực), năng suất lúa là 2,8% so với 1,1% (Thế giới) và 1,0% (khu vực)

Việt Nam vẫn là một trong những nước xuất khẩu gạo lớn nhất và được chứng minh bằng việc Việt Nam tiếp tục giành nhiều lợi thế cạnh tranh trong sản xuất gạo so với những nhà sản xuất khác và lợi thế này ngày càng mạnh đối với sản phẩm gạo chất lượng cao Tuy nhiên vẫn còn những câu hỏi đặt ra

là làm thế nào để gạo đạt được chất lượng cao và duy trì tốc độ xuất khẩu như hiện nay Sự tăng trưởng đầy ấn tượng về năng suất và sản lượng lúa là thành quả của những nỗ lực tổng hợp của cả nước trong việc tìm kiếm những giải pháp để đẩy mạnh phát triển kinh tế Cộng đồng quốc tế đánh giá cao những

thành tựu của Việt Nam trong việc giải quyết các vấn đề an ninh lương thực

Có được sự tăng tiến như trên chủ yếu vẫn nhờ vào công tác cải tiến giống Chọn tạo giống được coi là giải pháp hữu hiệu nhất để nâng cao sản lượng lúa

vì đầu tư thấp nhưng hiệu quả cao, vì vậy công tác chọn tạo giống lúa phải được tiến hành thường xuyên và liên tục [42]

Ngoài hàng loạt những biện pháp đổi mới của Chính Phủ, công tác cải tiến giống lúa có vai trò quan trọng về mặt kỹ thuật và sau đó là những thay đổi kỹ thuật trồng lúa như việc chuyển đổi mùa vụ, giải quyết vấn đề thủy lợi

để tưới tiêu, cải tạo đất phèn ở ĐBSCL Năng suất và sản lượng lúa tăng còn

do tăng diện tích gieo trồng Từ năm 1980 - 2000 tổng diện tích gieo trồng lúa

đã tăng từ 5,6 triệu ha lên 7,66 triệu ha Đặc biệt việc áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật, mở rộng diện tích giống lúa lai, lúa thuần có năng suất cao kết hợp với các biện pháp thâm canh tổng hợp đã góp phần chủ yếu làm tăng năng suất lúa với tốc độ cao ổn định Tỷ lệ diện tích gieo cấy bằng các giống lúa lai, lúa thuần có năng suất cao tăng từ 50% (1991-1995) lên 80% thời kỳ 1996-2000 và trở thành yếu tố cơ bản đưa năng suất lúa một vụ từ 34,3 tạ/ha lên 42,24 tạ/ha và 52,2 tạ/ha năm 2008 Hiện nay các giống lúa mới chiếm khoảng 65% diện tích gieo trồng của cả nước Những năm gần đây chúng ta

có chính sách mở cửa nên nhập nội một số giống lúa từ các Viện lúa Quốc tế (IRRI), CIAT và của một số nước khác đặc biệt là Trung Quốc

Để duy trì vị thế của gạo Việt Nam trên thị trường quốc tế, đồng thời với việc thực hiện các biện pháp cải tiến sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm, cần phải chủ động giữ vững các thị trường truyền thống đối với gạo Bên cạnh

đó cần nghiên cứu khả năng phối hợp với các ngành có liên quan để điều tiết nguồn cung, ổn định giá cả thị trường, tăng hiệu quả xuất khẩu gạo

Theo NN&PTNT (2005) phân tích và so sánh sản xuất lúa gạo giữa nước ta

và Thái Lan, một đối tác quan trọng, cho thấy: Ngành hàng lúa gạo của Việt

Nam là ngành có lợi thế so sánh cao, có khả năng cạnh tranh và nâng cao hiệu quả kinh tế - xã hội, tạo việc làm, tăng thu nhập và cải thiện đời sống nông thôn Theo dõi diễn biến ngành hàng lúa gạo trong vài nằm gần đây, đặc biệt

là từ giữa năm 2004, giá gạo của Việt Nam trên thị trường Thế giới tuy có tăng lên, nhưng vẫn bán ở mức giá rẻ, nên nhiều nước nhập khẩu rất quan tâm đến gạo Việt Nam, làm cho ngành lúa gạo của ta đang có lợi thế trên thị trường quốc tế

Để có một Ngành nông nghiệp như ngày nay, đã có nhiều thế hệ nhà khoa học đóng góp công sức, trí tuệ để nghiên cứu ra các công trình khoa học nông nghiệp có giá trị, phục vụ nhân dân, phục vụ đất nước từ những năm trước giải phóng cho tới nay, sau thành công về sản lượng lúa chúng ta cần có một cách nhìn toàn diện hơn về sản xuất lúa gạo của Việt Nam trong đó vấn

đề chất lượng của lúa gạo cần đặc biệt quan tâm

1.6 Tình hình nghiên cứu canh tác lúa tiết kiệm nước ở Việt Nam

Một trong những nguyên nhân gây ra tình trạng hạn hán như hiện nay đã được các nhà khoa học xác định là do tỉ lệ thất thoát nước cao trong quá trình tưới Công nghệ tưới tiết kiệm nước (TTKN) lần đầu tiên trên thế giới được

sử dụng trong nhà kính ở nước Anh từ cuối năm 1940

Ở Việt Nam, công nghệ TTKN đang còn ở mức thấp, đơn giản, hiệu quả chưa cao Trước thực trạng đó, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam đã xây dựng và hoàn thiện thành công chuyển giao công nghệ kỹ thuật TTKN tại một số địa phương Đây cũng là nội dung nghiên cứu khoa học của Đề tài cấp nhà nước KHCN.08.09 "Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp công nghệ tưới hiện đại tiết kiệm nước cho các vùng khan hiếm nước" đã được đánh giá đạt hiệu quả cao trong nghiên cứu, chế tạo cũng như đưa sản phẩm ứng dụng vào thực tiễn sản xuất

Với nhiệm vụ chính là nghiên cứu chế tạo một số thiết bị tưới thay thế hàng ngoại nhập, Đề tài đã nghiên cứu chế tạo thành công 9 thiết bị tưới Đây

là những thiết bị tưới tiết kiệm nước đầu tiên được sản xuất trong nước để từ

đó Việt Nam có thể chủ động sản xuất cung ứng cho yêu cầu của công nghệ TTKN với giá thành rẻ hơn nhiều so với thiết bị ngoại nhập cùng tính năng và chủng loại Đề tài đã xây dựng hoàn thiện các sơ đồ hợp lý của kỹ thuật TTKN trên các diện tích từ 1000m2 đến hàng chục ngàn mét vuông Mỗi loại

sơ đồ mẫu đều có giới thiệu phương pháp bố trí các loại đường ống, thiết bị tưới với bảng tổng hợp vật tư và giá thành để người nông dân tiện lựa chọn theo nhu cầu cũng như khả năng tài chính của mình

Thông qua các mô hình thực nghiệm TTKN, Đề tài cũng thực hiện thành công nội dung khảo sát, nghiên cứu động thái ẩm của đất theo các phương pháp tưới khác nhau trên các loại đất, địa hình và với các loại cây trồng khác nhau Kết quả thu được là cơ sở để khẳng định tính ưu việt nổi bật của kỹ thuật TTKN Bằng nhiều khảo nghiệm trên các loại đất khác nhau như đất thịt nặng, thịt nhẹ, cát, cát pha; các loại địa hình như bằng phẳng, gồ ghề, dốc một chiều, nhiều chiều cũng như với nhiều loại cây trồng cho thấy TTKN phù hợp với tất

cả các loại cây trồng cạn, các loại đất và các dạng địa hình khác nhau Kỹ thuật tưới này luôn giữ cho đất một khoảng độ ẩm tối ưu phù hợp với loại cây trồng bởi một qui trình tưới vận hành nhẹ nhàng, đơn giản Đây là điều mà các phương pháp tưới cổ truyền trước đây không thể thực hiện được Đặc biệt đề tài đã xây dựng thành công mô hình tưới nhỏ giọt tự động, chỉ với một bồn chứa nước nhỏ đặt cao hơn mặt đất 3-4m có gắn phao tự động với một máy bơm điện nhỏ Hệ thống tưới này có thể hoạt động liên tục suốt ngày đêm trong một đợt tưới, được nông dân đánh giá là rất tiện lợi và kinh tế

Ưu điểm cơ bản nhất của công nghệ TTKN làm giảm nhỏ lượng nước tưới (tiết kiệm từ 50 - 70% lượng nước tưới theo phương pháp cũ), tăng năng suất, chất lượng sản phẩm Đồng thời giảm công lao động, thuận lợi cho cơ

giới hóa và tự động hóa Đây cũng là giải pháp giúp kiểm soát tổng lượng nước dùng, tối ưu hóa hiệu quả sử dụng nước, cải tiến được chính sách thủy lợi phí Viện Khoa học thủy lợi miền Nam đã áp dụng thành công công nghệ TTKN cho các cây công nghiệp (chè, cà phê) tại Di Linh, Bảo Lộc (Lâm Đồng), rau quả xuất khẩu tại Đà Lạt, nho vùng Ninh Thuận, điều, tiêu ở Quảng Trị,…Tuy nhiên, việc đầu tư cho ứng dụng công nghệ này còn tương đối cao, nên đây thực sự còn

là điều khó khăn cho nông dân Vì thế, Nhà nước cần có chính sách ưu tiên cho người nông dân vay vốn ưu đãi để đầu tư công nghệ TTKN vào sản xuất [17] Ngay từ đầu những thập niên 90 của thế kỷ trước, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, cũng đã nghiên cứu được nhiều giống có khả năng chống chịu với điều kiện hạn, có khả năng khai thác tốt nguồn nước ngầm trong điều kiện khô hạn như các giống CH2, CH3, CH133 của Giáo sư Viện sỹ Vũ Tuyên Hoàng

Gần đây nhất trong hội thảo về lúa lai và hệ sinh thái lúa giữa trường ĐH Nông nghiệp I với tổ chức JSPS (Japan Society for the Promotion of Science) của Nhật bản, Tiến sỹ Nguyễn Văn Dũng, khoa quản lý đất đai và môi trường cũng đã báo cáo một đề tài nghiên cứu về “Tiết kiệm nước tưới - Hiệu quả quản lý nước trong thâm canh lúa và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên” Qua đó nhờ các phương pháp canh tác lúa tiết kiệm nước mà trong vụ xuân đã tiết kiệm được 720-802m3/ha và trong vụ mùa tiết kiệm được 250m3/ha Đồng thời nhờ các biện pháp này mà cây lúa có thể khai thác được nước ngầm ở độ sâu -70 đến -80 mm, nhờ đó làm hàm lượng đạm vô cơ tăng lên trong đất giúp bảo vệ môi trường và tăng hiệu quả sản xuất

Từ vụ thu đông năm 2005, lần đầu tiên 9 nông dân ở phường Mỹ Thới,

TP Long Xuyên, canh tác 8,3ha đã ứng dụng kỹ thuật “tưới tiết kiệm nước trên lúa” để đối chứng với ruộng lúa của 10 nông dân khác (canh tác 9ha) Kết quả ruộng “tưới tiết kiệm nước” giảm được 4 lần bơm nước so với ruộng đối

chứng (8 lần bơm) nhưng năng suất lúa lại cao hơn 600 kg/ha; giá thành sản xuất của ruộng “tưới tiết kiệm nước” chỉ 1.142 đồng/kg lúa, trong khi ruộng đối chứng tới 1.382 đồng/kg, mức chênh lệch 240 đồng/kg

Từ hiệu quả mô hình này, Sở NN&PTNT An Giang mở rộng thí điểm ở

11 điểm Trong vụ đông xuân 2005-2006 và vụ hè thu này, An Giang tiếp tục nhân rộng ra mỗi xã có 15 hộ nông dân tham gia, riêng huyện Châu Thành và Châu Phú, số nông dân đăng ký thực hiện gấp đôi Cùng với mô hình này, Sở NN&PTNT An Giang kết hợp với Trường Ðại học Nông lâm TP Hồ Chí Minh đưa vào sử dụng máy san đất điều khiển bằng tia laser, tạo độ phẳng gần như tuyệt đối cho mặt ruộng để triển khai chương trình ứng dụng kỹ thuật “tưới tiết kiệm nước” trên diện rộng cho nông dân

Hiện nay, Chi cục BVTV An Giang đang tiến hành đặt ống theo dõi mực nước trên ruộng lúa cho nông dân theo chương trình thí điểm “tưới tiết kiệm nước trên lúa” vụ hè thu Chi cục BVTV An Giang trực tiếp hướng dẫn nông dân cách đặt ống, theo dõi và điều khiển mực nước thích hợp với từng chu kỳ sinh trưởng, phát triển của cây lúa Việc ứng dụng kỹ thuật “tưới tiết kiệm nước” chỉ áp dụng trên nền lúa áp dụng chương trình “3 giảm, 3 tăng”, đặt ống theo dõi mực nước âm xuống mặt đất 20 cm và một phần nhô lên 10 cm (đối với lúa sạ sau 14 ngày, lúa cấy sau 21 ngày) để theo dõi mực nước Ở giai đoạn cây lúa đang phát triển, khi mực nước trong ống hạ thấp dưới mặt đất 15 cm thì bơm nước tràn mặt ruộng 3-5 cm Ðến giai đoạn lúa trổ bông, phải giữ mực nước trên mặt ruộng 5 cm Sau khi lúa trổ đều, giữ độ ẩm mặt ruộng như giai đoạn đầu và rút nước khô trước khi thu hoạch 10 - 15 ngày Nông dân phải chú

ý giai đoạn lúa phát triển và sau khi lúa trổ đều, dù mặt đất cạn nhưng nước ngầm vẫn cung cấp đủ độ ẩm mặt đất cho cây lúa phát triển tốt

Tổng kết chương trình “3 giảm, 3 tăng” 4 năm qua ở khu vực ÐBSCL, Thạc

sĩ Nguyễn Hữu Huân, Phó Cục Trưởng Cục Bảo vệ thực vật phía Nam, cho biết,

có 60-70% nông dân áp dụng rất hiệu quả nên việc chuyển giao kỹ thuật mới không dừng lại ở đây Bước tiến mới trong khoa học kỹ thuật trồng lúa là ứng dụng kỹ thuật “tưới tiết kiệm nước” Cục BVTV đang xây dựng từng mô hình nhỏ

ở nhiều địa phương, nhằm tổng hợp nhiều biện pháp, kỹ thuật để bổ sung vào chương trình 3 giảm 3 tăng Xem đây là gói công nghệ làm tăng hiệu quả sản xuất nông nghiệp, như việc sử dụng bảng so màu lá lúa, bón phân cân đối đến ứng dụng kỹ thuật máy san đất điều khiển bằng tia laser, tạo độ phẳng cho mặt ruộng

để ứng dụng kỹ thuật “tưới tiết kiệm nước” Khi mặt ruộng bằng phẳng, dễ cân bằng mực nước nên ít phát sinh cỏ dại và sâu bệnh, thân cây lúa cứng, hạn chế bị

đổ ngã, thích hợp với điều kiện thu hoạch bằng máy gặt đập liên hợp [31]

1.7 Yêu cầu về nước của cây lúa

1.7.1 Nhu cầu về nước của lúa cấy trong các thời kì sinh trưởng

Lúa yêu cầu nhiều nước hơn các loại cây trồng khác Theo Goutchin để tạo ra một đơn vị thân lá, lúa cần 400 – 450 đơn vị nước, để tạo ra một đơn vị hạt lúa cần 300 – 350 đơn vị nước Để tạo ra một gam chất khô cây lúa cần 628 gam nước trong khi cây ngô chỉ cần 349 gam nước [13]

Thời kỳ nảy mầm: Hạt lúa khi đưa vào bảo quản có độ ẩm là 13%, sau khi được ngâm ủ, hạt hút no nước (đạt 25 – 27% khối lượng khô của hạt) thì hạt bắt đầu nảy mầm Đối với những giống lúa cạn gieo trực tiếp khi chưa ngâm ủ thì hạt sẽ nảy mầm khi đất đủ ẩm hoặc khi trời có mưa

Thời kỳ mạ: Giai đoạn nảy mầm, rễ phát triển được là nhờ vào chất dinh dưỡng phân giải từ phôi nhũ, ở giai đoạn này cần giữ đủ ẩm, tránh để ruộng ngập trong thời gian dài, nhưng cũng không để khô hạn, giúp hạt thóc, mầm, rễ mạ có đủ nước, đủ oxy để hạt phân giải từ từ, cung cấp chất dinh dưỡng cho mầm rễ phát triển

Khi mạ chuyển sang giai đoạn sống nhờ dinh dưỡng hút từ đất thì căn cứ vào sự sinh trưởng của mạ để có chế độ nước hợp lý Nếu mạ quá xấu vàng, còi cọc thì giữ ẩm Nếu mạ qúa tốt thì rút cạn nước, phơi khô ruộng Biện pháp này

áp dụng đối với mạ vụ mùa Vụ xuân gieo sớm gặp thời tiết ấm, cần phải hãm

sự sinh trưởng của mạ

Thời kỳ cấy - Đẻ nhánh: Đây là thời kỳ quyết định số bông trên một đơn

vị diện tích Mức ngập khác nhau trong thời kỳ này có ảnh hưởng đến quá trình đẻ nhánh Kết quả nghiên cứu của trường Đại học Nông nghiệp I cho thấy: Mức tưới tốt nhất cho thời kỳ này cho lúa đẻ nhánh đạt số nhánh hữu hiệu cao là 5 – 10 cm Không có lớp nước hoặc ngập quá sâu đều làm hạn chế

đẻ nhánh và số nhánh hữu hiệu Đối với vụ chiêm và vụ xuân, mức tưới 5 cm tốt hơn; với vụ mùa mức 10 cm tốt hơn

Thời kỳ cuối đẻ nhánh đến phân hoá đòng: Trong những năm gần đây, ở Trung Quốc, Nhật Bản và nước ta, một số tác giả chú ý đến vấn đề sử dụng nước

để điều khiển sinh trưởng, phát triển của lúa Các tác giả cho rằng việc rút nước phơi ruộng giai đoạn cuối đẻ nhánh và trước phân hoá đòng lúa sẽ không đổ và cho năng suất cao hơn [13]

Viện nghiên cứu khoa học Thuỷ lợi Việt Nam cũng nghiên cứu vấn đề rút nước phơi ruộng trong thời kỳ này và cho thấy có trường hợp làm tăng năng suất từ 8 – 17,4%, nhưng cũng có trường hợp không có tác dụng

Trường Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội từ những nghiên cứu về rút nước phơi ruộng ở cuối thời kỳ đẻ nhánh trên các nền phân bón khác nhau

đã đi đến kết luận sau:

Ruộng bón nhiều phân đạm, lúa sinh trưởng quá tốt, có thể bị lốp đổ hoặc bông làm hạt kém thì cần rút nước để kìm hãm sinh trưởng, tạo nên sự cân đối với phát dục đảm bảo cho lúa cho năng suất cao

Ruộng bón nhiều phân hữu cơ, nhất là trong vụ chiêm xuân, ruộng trũng

bị ngập nước thường xuyên, rút nước phơi ruộng để làm tăng khả năng phân giải chất hữu cơ trong đất, cung cấp thêm thức ăn cho cây với ý nghĩa như là

biện pháp bón phân nuôi đòng và giảm nồng độ các chất khử trong đất có hại cho bộ rễ lúa ở thời kỳ làm đồng, trỗ bông

Ruộng lúa có thể hoặc đã bị các bệnh bạc lá, đạo ôn phá hại thì rút nước phơi ruộng cũng là biện pháp cần thiết để góp phần ngăn ngừa bệnh phát sinh phát triển, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện các biện pháp phòng trừ hoá học có kết quả cao và nhanh chóng

Ngoài những trường hợp trên, rút nước phơi ruộng đều không có tác dụng tốt đối với sinh trưởng và phát triển của cây lúa

Thời kỳ làm đòng trổ bông: Bước sang thời kỳ làm đòng, nhu cầu nước của lúa rất cao Thiếu nước dù chỉ thời gian ngắn cũng làm giảm năng suất rõ rệt Đối với lúa chiêm và mùa, lớp nước tưới thích hợp cho thời kỳ này là 8 –

15 cm; lúa xuân là 3 - 5 cm

Thời kỳ trỗ đến chín: Sau khi lúa trổ bông, các sản phẩm tích luỹ ở thân

lá được chuyển vào hạt, trong thời kỳ này cây thiếu nước sẽ ảnh hưởng đến độ mẩy của hạt và cuối cùng trọng lượng hạt thấp, năng suất giảm Nhưng nếu giữ nước trên ruộng suốt thời kỳ này thì lúa chín chậm, hàm lượng nước trong hạt cao, chất lượng sản phẩm kém Tháo nước vào lúc nào để tích luỹ chất dinh dưỡng vào hạt tốt nhất, chín sớm, thuận lợi cho việc thu hoạch và chuẩn

bị làm đất cho vụ sau là một vấn đề có ý nghĩa lớn trong sản xuất, nhất là sản xuất bằng cơ giới Tháo nước sớm hay muộn trong thời kỳ này phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, khả năng giữ ẩm của đất và đặc tính của giống lúa [13]

1.7.2 Phương pháp tưới lúa

Trên thế giới hiện nay tồn tại 2 phương pháp tưới cho lúa là tưới ẩm và tưới ngập Diện tích tưới ẩm chiếm tỷ lệ rất nhỏ so với diện tích tưới ngập (trên 90% diện tích lúa được tưới ngập) Tưới ẩm tuy tiết kiệm nước, giảm phát sinh bệnh sốt rét, thuận tiện cho việc cơ giới hoá, nhưng năng suất thấp, dễ phát sinh phát triển

cỏ dại Mặt khác kỹ thuật tưới ẩm khá phức tạp Tưới ẩm chỉ thích nghi ở những

vùng thiếu nước, khó dẫn nước, hoặc với lúa nương Phương pháp tưới phổ biến cho lúa hiện nay là tưới ngập Tưới ngập là giữ ở ruộng một lớp nước nhất định tuỳ theo thời kỳ sinh trưởng của cây lúa và theo điều kiện ngoại cảnh khác

Khi lúa mới cấy: Tưới ngập 2 – 5cm để lúa nhanh bén rễ hồi xanh

Đẻ nhánh hữu hiệu: Tưới nông 3 – 5 cm để lúa đẻ tập chung

Đẻ nhánh vô hiệu: Tưới ngập 10 – 15cm đối với lúa sinh trưởng bình thường, với lúa tốt thì rút nước phơi ruộng để hạn chế đẻ nhánh vô hiệu

Giai đoạn làm đòng vào chắc: Cần nhiều nước, cần tưới ngập 5 – 10cm

Bất cứ giai đoạn sinh trưởng nào của cây lúa bị thiếu nước đều ảnh hưởng đến năng suất cuối cùng của lúa

Lượng mưa cần thiết cho cây lúa trung bình từ 6 – 7 mm/ngày trong mùa mưa và 8 – 9 mm/ngày trong mùa khô Lượng nước thẩm thấu trong ruộng khoảng 0,5 – 0,6 mm/ngày thì 1 tháng cây lúa cần khoảng 200 mm và 1 vụ lúa

5 tháng cần lượng mưa khoảng 1000 mm Ở những vùng có lượng mưa trên

1000 mm trong 5 – 6 tháng thì đều trồng được lúa

Bảng 1.4 Nhu cầu nước cho một vụ lúa nước

Thoát hơi nước mặt

40 mm

200 mm

1000 mm

Cân bằng nước có thể nghiên cứu ở vùng rễ trên một đám ruộng hoặc cũng có thể quan sát trên một phạm vi rộng Cân bằng nước được tính để biết nguồn nước thu vào và nước mất đi: Nước tích luỹ = Nước thu vào - Nước chảy ra

Nước trong đất, một phần được cây hút, một phần bị bốc hơi, một phần

bị rò rỉ Sự thiếu hụt nước có ảnh hưởng đến sinh trưởng của lúa Thiếu nước

ở bất cứ giai đoạn sinh trưởng nào cũng gây ảnh hưởng đến năng suất lúa Triệu chứng chung nhất của việc thiếu hụt nước là lá cuộn tròn lại, hoặc bị cháy, kìm hãm lúa đẻ nhánh, thân cây bị thấp chậm ra hoa, trỗ bị nghẹn đòng, hạt lép và lửng Từ giai đoạn phân bào giảm nhiễm đến trỗ bông cây lúa rất nhạy cảm với việc thiếu nước Vào thời gian 11 ngày và 3 ngày trước trỗ bông, chỉ cần hạn 3 ngày đã làm giảm năng suất rất nghiêm trọng và làm tỷ lệ hạt lép cao Mặt khác thiếu hụt nước trong giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng có thể làm giảm chiều cao cây, giảm số nhánh và giảm diện tích lá, nhưng năng suất sẽ không bị ảnh hưởng nhiều, nếu như nước được cung cấp kịp thời trong thời kỳ bị thiếu để cây hồi phục trước lúc trỗ Trong sản xuất lúa mùa ở miền Bắc không nên cấy quá muộn, đến thời kỳ sinh trưởng sinh thực gặp hạn cuối

vụ hạt sẽ bị lép nhiều [24]

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Các giống lúa tham gia thí nghiệm gồm có 4 giống loài phụ Japonica có nguồn gốc từ Nhật bản là J01, J02, HN1, ĐS1 và giống Khang dân 18 (KD18) được sử dụng là giống đối chứng Tên gọi, nguồn gốc và phân loại các giống thể hiện ở Bảng 2.1

Bảng 2.1 Tên gọi, nguồn gốc và phân loại các giống lúa tham gia thí nghiệm

TT Tên giống Nguồn gốc Loại giống Phân loại

3 HN1 (Gorohikari) Nhật Bản Japonica Lúa nước

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Địa điểm: Thí nghiệm được thực hiện tại khu đồng thôn Pó Bả, xã Cẩm Giàng, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn

- Thời gian: Vụ mùa năm 2010 và vụ xuân năm 2011

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Thí nghiệm 1

Nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp tưới nước đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cho một số giống lúa mới loài phụ Japonica trên chân vàn vụ mùa 2010