Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác có hiệu quả cho lúa thuần trên đất xám bạc màu bắc giang tt

Việc tìm ra giống lúa thuần thích hợp với điều kiện canh tác trên đất xám bạc màu ở địa phương có năng suất cao, chất lượng tốt, dễ canh tác, giá rẻ, nguồn giống chủ động hơn là vấn đề c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-*** -

ĐÀM THẾ CHIẾN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KĨ THUẬT CANH TÁC

CÓ HIỆU QUẢ CHO LÚA THUẦN TRÊN ĐẤT XÁM BẠC MÀU

Công trình đƣợc công bố tại

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Vào hồi giờ ngày tháng năm

Có thể tìm hiểu luận án tại:

1 Thư Viện Quốc gia

2 Thƣ Viện Viện Khoa học Nôn

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Bắc Giang là một tỉnh Trung du miền núi phía Bắc Việt Nam có diện tích đất xám bạc màu rất lớn Việc chọn giống lúa thuần và xây dựng được biện pháp kĩ thuật canh tác trên đất xám bạc màu góp phần tăng hiệu quả sản xuất lúa trên địa bàn

Trong số 9.754,84 ha đất trồng lúa ở Hiệp Hòa (chiếm 84,55% diện tích đất sản xuất nông nghiệp toàn huyện) thì có tới 6.225,74 ha (chiếm 63,82%) là canh tác trên đất xám bạc màu do vậy mà năng suất lúa toàn huyện Hiệp Hòa cao hay thấp phụ thuộc nhiều vào kĩ thuật trồng lúa trên quỹ đất xám bạc màu

Người dân ở Hiệp Hòa – Bắc Giang chủ yếu canh tác lúa theo thói quen và kinh nghiệm sản xuất Có rất nhiều giống được người dân sử dụng nhưng chỉ một hoặc vài vụ

họ lại sử dụng giống khác Bên cạnh đó, kĩ thuật canh tác lúa của người dân vẫn chưa thực

sự khoa học, việc áp dụng các biện pháp kĩ thuật canh tác còn nhiều hạn chế như: Một là, cấy với mật độ chưa hợp lí, cấy dày dẫn tới lãng phí giống, lãng phí công lao động, sâu bệnh xuất hiện nhiều hơn và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật nhiều hơn gây ô nhiễm môi trường và chi phí cũng tăng theo Hai là, bón phân không cân đối, sử dụng nhiều phân vô

cơ đặc biệt là đạm, phân hữu cơ ngày càng ít được bổ xung vào đất do chăn nuôi theo qui

mô nông hộ giảm thay vào đó là các trang trại tập trung và người dân không có phân hữu

cơ như trước để bón cho lúa nữa; điều này dẫn tới chất lượng đất giảm, nhất là đất xám bạc màu không được bổ xung hữu cơ thường xuyên dẫn tới khả năng giữ nước và dinh dưỡng kém đi gây khó khăn hơn trong việc canh tác lâu dài

Việc tìm ra giống lúa thuần thích hợp với điều kiện canh tác trên đất xám bạc màu ở địa phương có năng suất cao, chất lượng tốt, dễ canh tác, giá rẻ, nguồn giống chủ động hơn

là vấn đề cấp bách và được người dân hưởng ứng mạnh Bên cạnh đó, xác định mật độ cấy phù hợp, bón phân hợp lí cho giống mới được tuyển chọn cũng là yếu tố quan trọng cần được giải quyết

Vì những lí do trên, ngành nông nghiệp có nhiệm vụ nghiên cứu các biện pháp kĩ thuật canh tác góp phần tạo dựng ở Bắc Giang nền nông nghiệp phát triển bền vững về kinh tế, xã hội và môi trường

Để đạt được các yêu cầu trên, đề tài: “Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật

canh tác có hiệu quả cho lúa thuần trên đất xám bạc màu Bắc Giang” có tính cấp

thiết

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Xác định cơ cấu cây trồng có hiệu quả cho canh tác lúa thuần tại Hiệp Hòa – Bắc Giang và những vùng có điều kiện tương tự

- Lựa chọn được các giống lúa thuần có hiệu quả kinh tế cao, phù hợp với điều kiện sản xuất trên đất xám bạc màu tại huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang

- Xác định được mật độ cấy và liều lượng phân bón phù hợp cho các giống lúa được tuyển chọn nhằm giảm chi phí trong sản xuất lúa thuần trên đất xám bạc màu tại huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa thuần đã góp thêm cơ sở khoa học cho các nghiên cứu, đánh giá khả năng thích ứng, phù hợp với điều kiện canh tác lúa thuần trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Nghiên cứu một số biện pháp canh tác (mật độ cấy, bón phân) phù hợp với giống lúa thuần được tuyển chọn trên cơ sở nâng cao hiệu quả canh tác lúa thuần trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa – Bắc Giang sẽ là tư liệu cho các nghiên cứu xây dựng quy trình kĩ thuật canh tác cho các giống lúa mới trên đất xám bạc màu

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Xác định được cơ cấu cây trồng cho hiệu quả kinh tế cao, phù hợp trong sản xuất lúa thuần tại Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Tái khẳng định giống lúa thuần KD18 và lựa chọn được giống lúa thuần BC15

có năng suất cao cùng với kỹ thuật canh tác, bón phân phù hợp sẽ giúp người nông dân phát triển sản xuất lúa thuần trên đất xám bạc màu

- Kết quả nghiên cứu của đề tài có giá trị góp phần trong công tác định hướng phát triển sản xuất nông nghiệp nói chung và cây lúa nói riêng trên đất xám bạc màu ở Hiệp Hòa – Bắc Giang

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Đất: Đất xám bạc màu ở Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Giống lúa: Các giống lúa thuần

- Các biện pháp kĩ thuật canh tác

- Thực trạng sản xuất lúa tại Hiệp Hòa – Bắc Giang

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài đã tập trung nghiên cứu lựa chọn giống và giải pháp kĩ thuật canh tác có hiệu quả cho lúa thuần trên đất xám bạc màu tại huyện Hiệp Hòa - Bắc Giang về mật độ cấy thích hợp, bón phân vô cơ trên nền 10 tấn phân chuồng đối với mật độ thích hợp trên đất xám bạc màu ở huyện Hiệp Hòa – Bắc Giang

5 Những đóng góp mới của luận án

- Xác định được hạn chế trong sản xuất lúa tại Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Lựa chọn được giống lúa thuần phù hợp (BC15) có khả năng thích nghi tốt, năng suất và chất lượng cao, hiệu quả kinh tế cao so với các giống đang cấy tại địa phương khi canh tác trên đất xám bạc màu tại huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang

- Hoàn thiện được gói kĩ thuật cho canh tác lúa thuần vùng nghiên cứu: Sử dụng giống cho năng suất cao, cấy với mật độ phù hợp và bón phân hợp lí

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Đặc điểm về khí hậu, đất vùng thực hiện đề tài

1.1.1 Đặc điểm khí hậu

Cây trồng có quan hệ qua lại và phức tạp với các điều kiện tự nhiên, trong đó có yếu tố khí hậu Diễn biến khí hậu thường được thể hiện bởi thời tiết, chúng là những nhân tố tác động mạnh mẽ đến cây trồng, được thể hiện qua năng suất (cao hay thấp) và chất lượng nông sản (tốt hay xấu) Vì vậy, khi nghiên cứu hệ thống cây trồng, điều cần quan tâm đầu tiên là các yếu tố thời tiết cấu thành khí hậu Nói đến vai trò của khí hậu đối với sản xuất cây trồng, viện sĩ V I Vavilop cho rằng: “Biết được các yếu tố khí hậu, chúng ta sẽ xác định được năng suất, sản lượng mùa màng, chúng mạnh hơn cả kinh tế, mạnh hơn cả kỹ thuật” Những điều kiện khí hậu được xác định cho nông

nghiệp là ánh sáng, nhiệt độ và nước Đó là những yếu tố không thể thiếu và thay thế được đối với sự sống của cây trồng Ngoài ra, cũng phải thấy "khí hậu nào, đất nào, cây đó”, cho nên khí hậu là yếu tố quyết định sự phân bố động, thực vật trên trái đất, ngay

cả mạng lưới sông ngòi, độ màu mỡ của đất cũng là hệ quả của khí hậu (Phạm Chí Thành, 1998)

1.1.2 Đặc điểm đất vùng nghiên cứu

700 ha (Vũ Năng Dũng và nnk, 2009) Tại Bắc Giang Đất xám bạc màu trên phù sa cổ

có diện tích 42.897,84 ha (Viện Quy hoạch & Thiết kế Nông Nghiệp, 2005)

Đất xám bạc màu Bắc Giang được phân bố chủ yếu tại các huyện Tân Yên, Lục Nam và Hiệp Hòa (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2012) Kết quả nghiên cứu của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa (2005) về xây dựng hệ thống phân loại đất áp dụng cho xây dựng tỷ lệ bản đồ đất trung bình và lớn, đất XBM của tỉnh Bắc Giang được phân ra lại thành 4 loại đất: (1) Đất XBM có tầng sét loang lổ; (2) Đất XBM đọng nước; (3) Đất

XBM nhiều sỏi sạn; (4) Đất XBM điển hình

* Tính chất lý, hóa đặc trưng của đất xám bạc màu

Đất xám bạc màu thường phân bố ở địa hình cao, thành phần cơ giới từ cát pha đến thịt nhẹ, tỷ lệ cấp hạt cát từ 59,9 – 87,5%, trung bình 73,7%, tỷ lệ hạt sét vật lý giao động từ 3,6 – 8,5%, trung bình 6,1% Đất có phản ứng ít chua (pHKCl 4,0 – 6,9, trung bình là 5,3) Hàm lượng chất hữu cơ từ nghèo đến trung bình ( OM từ 0,8 – 1,1%, trung bình 0,95%) Đạm tổng số nghèo ( 0,06 – 0,08 %, trung bình 0,07 %) Pts và Kts thấp (P2O5 : 0,02 – 0,14 %, trung bình 0,08%, K2O từ 0,03 – 0,24%, trung bình 0,14 %) Pdt

và Kdt rất nghèo (P2O5 từ 0,1 – 9,4 mg/100g đất, trung bình 4,7 mg/100g đất; K2O : 2,8 – 5,0 mg/100g đất, trung bình 3,9 mg/100g đất) Dung tích hấp thu thấp ( 5,3 – 9,8 me/100g đất, trung bình 6,0 me/100g đất) Độ no bazơ thấp (nhỏ hơn 50%) (Vũ Năng

Dũng và nnk, 2009) Khả năng hấp thu lân thấp (từ 15- 20 mg P/ kg đất) (dẫn theo Võ

Đình Quang, 1999)

Tuy nhiên những năm gần đây do điều kiện canh tác bón nhiều phân vô cơ nên hàm lượng một số chất dinh dưỡng tăng lên khá cao, nhất là hàm lượng P dễ tiêu, như nghiên cứu gần đây của Trương Xuân Cường (2015), trên cơ sở phân tích 6.800 mẫu đất XBM trên địa bàn tỉnh Bắc Giang cho thấy Pdt: 1,18- 35,17 mgP2O5/100g

Đất XBM tuy không giàu dinh dưỡng nhưng là một loại đất quý vì có những ưu điểm như: Địa hình bằng phẳng; có nguồn nước ngầm tốt; đất tơi xốp, thoáng khí, thoát nước và làm đất đỡ tốn công Nơi nào canh tác đúng kỹ thuật vẫn cho năng suất cây trồng cao (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001)

So với đất phù sa sông Hồng, đất phù sa sông Thái Bình và một số loại đấy khác, đất xám bạc màu có độ phì nhiêu tự nhiên và thực tế thấp hơn Có nhiều yếu tố hạn chế như hàm lượng hữu cơ, hàm lượng kali, hàm lượng canxi trao đổi, Mg trao đổi thấp, thành phần cơ giới nhẹ… Tuy nhiên, nếu bón phân cân đối và hợp lý, loại đất này vẫn

có thể trở thành đất có độ phì thực tế cao Đặc biệt, loại đất này có ưu thế phát triển cây

vụ đông do có thể bố trí hệ thống cây trồng hợp lí

1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình sản xuất gạo trên thế giới

Trung Quốc và Ấn Độ là hai nước đứng đầu thế giới về sản lượng gạo chiếm 22 - 31% tổng sản lượng gạo trên toàn thế giới Trong năm 2015, sản lượng gạo của Việt

Nam chiếm 6% tổng sản lượng gạo của toàn thế giới (bảng 1.1) [FAO (2015), Rice market monitor]

Bảng 1.3 Sản lƣợng gạo của một số quốc gia trên thế giới

1.2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam

Diện tích lúa cả năm của cả nước tăng lên từ 7.329,2 nghìn ha lên 7.813,8 nghìn

ha năm 2014 Diện trồng lúa giảm đi, nhưng do luân canh tăng vụ nên tổng diện tích lúa

cả năm vẫn tăng; so với năm 2000 thì năm 2010 diện tích đất lúa giảm 380 nghìn ha Nhờ việc đưa một số các giống mới vào cơ cấu giống và áp dụng tiến bộ kỹ thuật nên năng suất lúa tăng lên rõ rệt và đã đạt 48,9 tạ/ha vào năm 2014, tăng gần 10 tạ/ha trong vòng 10 năm từ 2005 đến 2014, dẫn đến sản lượng của cả nước tăng lên đạt mức 44.975,0 nghìn tấn (bảng 1.2)

Bảng 1.4 Diện tích, năng suất và sản lƣợng lúa ở Việt Nam

giai đoạn 2005 đến 2015

(nghìn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lƣợng (nghìn tấn)

1.2.3 Diện tích, năng suất, sản lượng lúa những năm gần đây ở Hiệp Hòa

Từ năm 2010, tổng diện tích sản xuất lúa tăng dần qua các năm Năm 2010 là 16.312 ha và tính đến năm 2016 đạt 16.493 ha

Bảng 1.7: Diện tích, năng suất, sản lƣợng lúa những năm gần đây ở Hiệp Hòa

Nguồn: Chi cục thống kê huyện Hiệp Hòa năm 2016

Nhìn về năng suất, ngoại trừ vụ mùa năm 2013 (chỉ đạt 44,2 tạ/ha) thì năng suất lúa có xu thế tăng dần qua các năm ở cả vụ xuân và vụ mùa Trong khi vụ xuân năm

2010 đạt bình quân 56,3 tạ/ha thì năm 2016 đạt 59,7 tạ/ha (tăng 6,0%); vụ mùa năm

2010 đạt bình quân 51,0 tạ/ha thì năm 2016 đạt 56,7 tạ/ha (tăng 11,2%) dẫn tới tổng sản lượng tăng từ 87.222 tấn/năm 2010 lên 95.870 tấn/năm 2016 (tăng 9,9% so với năm 2010) Điều này chứng tỏ trình độ canh tác lúa của người dân đã từng bước được nâng lên qua các năm gần đây dẫn đến năng suất, sản lượng lúa ở Hiệp Hòa – Bắc Giang không ngừng tăng lên kể từ năm 2010 đến nay

1.3 Cơ sở khoa học và những nghiên cứu về giống lúa

1.3.1 Vai trò của giống mới

Trong sản xuất nông nghiệp, giống đóng vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất và sản lượng của cây trồng Mỗi loại giống cây trồng đều có những đặc tính khác nhau về đặc tính nông sinh học, sinh trưởng phát triển và chất lượng

Ngày nay với kỹ thuật sinh học phát triển mạnh, con người ngày càng can thiệp sâu hơn, thúc đẩy nhanh quá trình chọn tạo giống mới có lợi cho mình bằng các phương pháp tạo giống như: lai hữu tính, xử lý đột biến, đặc biệt là kỹ thuật di truyền đã và đang đóng góp có hiệu quả vào việc cải tiến giống lúa Việc sử dụng các giống lúa ngắn ngày đã cho phép gieo trồng nhiều vụ trong năm, bố trí thời vụ gieo cấy (Nguyễn Đức Khanh (2012)

Trong điều kiện đất nước ta, việc áp dụng những thành tựu khoa học vào sản xuất nông nghiệp là rất quan trọng, sản xuất lai tạo giống tốt là biện pháp ít tốn kém mang lại hiệu quả cao nhất so với các biện pháp kỹ thuật khác Tạo những giống ngắn ngày năng suất cao phẩm chất tốt là vấn đề cấp bách của đất nước hiện nay Đinh Văn

Lữ (1978), Giáo trình cây lúa, NXB Nông nghiệp, Hà Nội cho rằng công tác lai tạo lúa

ngắn ngày năng suất cao kháng sâu bệnh đã nâng cao năng suất đáng kể trên một số

diện tích trồng lúa ở nước ta Sự đóng góp của giống mới đã làm cho sản xuất nông nghiệp phát triển.Trích dẫn theo Nguyễn Xuân Lý: “Năng suất ngũ cốc trên Thế giới có tăng hơn 40% là do việc chọn lọc, lai tạo và cải thiện giống”; cho thấy : các giống lúa mới sản lượng đã tăng 50 - 60 % so với các giống cổ truyền cho rằng giống là yếu tố then chốt cho năng suất cao nhưng năng suất cao chỉ đạt khi nào giống có tiềm năng năng suất cao Giống là sản phẩm của sức lao động của con người là tư liệu sản xuất và

là một trong những yếu tố quyết định trong việc tăng năng suất Cuộc cách mạng xanh trong vùng nhiệt đới đã được đánh dấu bằng những giống lúa năng suất cao Trong những năm đầu của thập niên 1960 chỉ có ít chuyên gia chú ý tới việc chọn giống, nhưng sự ra đời của các giống lúa cải tiến đã thay đổi tình thế đó

1.3.2 Những kết quả đạt được trong công tác nghiên cứu và chọn giống

1.3.2.1 Trên thế giới

Trung Quốc là nước trồng lúa hàng đầu thế giới nên công tác giống đặc biệt được chú trọng Vào những năm 60 và 70 của thập kỷ trước Trung Quốc đã cho ra đời hàng loạt các giống lúa có năng suất cao, phẩm chất tốt như Đoàn kết, Bao Thai, Trân Châu Lùn, Mộc Tuyền Các giống này cũng đã suất khẩu sang Việt Nam và cho tới nay giống vẫn được một số địa phương gieo trồng vì chất lượng gạo tốt, phù hợp với điều kiện gieo trồng và đất đai của địa phương (Lin, SC, 2001)

Việc nghiên cứu, chọn tạo các giống lúa thuần có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất, chất lượng cao đang được các tổ chức nghiên cứu trên thế giới quan tâm Một số giống lúa có chất lượng đã được công bố như Khao Dawk Mali đây là giống lúa nước trời của Thái Lan, phản ứng với ánh sáng, thích hợp với đất phèn nhẹ, đất nhiểm mặn vào mùa khô, có đặc điểm gạo mềm, hạt dài, có mùi thơm, năng suất đạt 3

- 4 tấn/ha Tại Mỹ các nhà khoa học đã chọn lọc ra được giống Jasmine 85 có thời gian sinh trưởng 100 - 105 ngày, cho năng suất khá (5 - 6 tấn/ha), có chất lượng cao (Lin,

SC, 2001)

1.3.2.2 Ở Việt Nam

Từ năm 1990-1995 đề tài KN08 - 01 đã chọn tạo và được công nhận 26 giống lúa cho vùng thâm canh ở Việt Nam

Từ năm 1996 - 2000 đề tài KN 08 - 01 chọn tạo một số giống lúa thuần và lúa lai

có tiềm năng năng suất cao cho các vùng sinh thái khác nhau trong cả nước: Đã chọn tạo và được công nhận 35 giống quốc gia, 44 giống khu vực hoá, một số giống triển vọng được sản xuất chấp nhận rộng rãi Trong thời gian tới đặc biệt chú ý đến các giống lúa chất lượng đáp ứng nhu cầu nội địa và xuất khẩu

Viện lúa Đồng bằng Sông Cửu Long đã chọn tạo và đưa vào sản xuất 90 giống lúa, trong đó có 40 giống lúa được công nhận chính thức Hầu hết các giống lúa chọn tạo đều có thời gian sinh trưởng ngắn 90-100 ngày, có khả năng chống chịu sâu bệnh, đáp ứng nhu cầu sản xuất

Theo Nguyễn Thị Lang (2013), Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long đã nghiên cứu chọn tạo giống lúa xuất khẩu cho đồng bằng Sông Cửu Long (giai đoạn 2011-2013), từ vật liệu gồm 200 giống lúa mùa địa phương, 200 giống lúa cao sản và 72 giống lúa du nhập đã tạo một khối lượng sàng lọc bố mẹ cho vật liệu lai Có 22 giống

có hàm lượng protein trên 8% gồm OM96L, OM6600, OM6L, OM6832, OM6691,

Tác giả Trần Tấn Phương và cs (2010) đã sử dụng phương pháp lai kết hợp nhiều

bố mẹ đã chọn tạo được giống lúa thơm mới ST20 có thời gian sinh trưởng ngắn 115 ngày, cây thấp, tiềm năng năng suất cao, hạt dài, hàm lượng amylase 12,4%, hàm lượng protein 10,84%, cơm thơm đậm, mềm dẻo Giống ST20 có chứa gen thơm badh2.1, có

hàm lương chất 2-AP (2-acetyl-1-pyroline) là 8,8 ppb, cao hơn giống Jasmin 85 Nhóm nghiên cứu đã tiến hành đánh giá phẩm chất của 9 giống lúa thơm mới chọn tạo (ST3, ST5, ST10, ST12, ST16, ST17, ST18, ST19, ST20) ở các mùa vụ và các địa điểm khác nhau tại tính Sóc Trăng Kết quả cho thấy hàm lượng chất thơm 2-AP ở vụ Hè Thu thấp hơn vụ Đông Xuân (Trần Tấn Phương và cs (2011)

1.4 Cơ sở khoa học và những nghiên cứu về mật độ gieo cấy lúa

1.4.1 Cơ sở khoa học về mật độ gieo cấy lúa

Năng suất ruộng lúa được quyết định bởi các yếu tố như: Số bông/đơn vị diện tích, số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc và trọng lượng hạt Được thể hiện bởi công thức:

Năng suất (tạ/ha) = Số bông/m2

x Số hạt/bông x Tỷ lệ hạt chắc x P1000 x 10-4 Trong những yếu tố kỹ thuật để tăng năng suất cây trồng, ngoài phân bón và cách bón phân, thì mật độ quần thể ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng của cây trồng

Sự cạnh tranh quần thể cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lúa, khi cây lúa phải sống trong điều kiện chật hẹp, thiếu ánh sáng làm cây lúa trở nên yếu ớt sâu bệnh dễ tấn công và dịch bệnh phát triển mạnh Ngoài ra, năng suất cây trồng không chỉ dựa vào năng suất của cá thể mà dựa vào năng suất của một quần thể trên một đơn vị diện tích Mật độ gieo quyết định số bông trên đơn vị diện tích, mà số bông lại là một yếu tố quan trọng trong việc cấu thành năng suất lúa

Theo Nguyễn Như Hà (2006), Tăng mật độ cấy ảnh hưởng rõ rệt tới sự phát triển dảnh và số dảnh hữu hiệu của giống lúa CH5, việc tăng mật độ cấy dù làm giảm số dảnh được tạo thảnh trên khóm nhưng vẫn làm tăng số dảnh trên m2 nên số dảnh các giai đoạn sinh trưởng và số dảnh hữu hiệu cao Đặc biệt khi tăng mật độ cấy 45 khóm đến 65 khóm/m2

đồng thời tăng lượng đạm từ 90 kg đến 120 kg N/ha có ảnh hưởng rất tốt đến sự phát triển dảnh và số dảnh thành bông của giống lúa CH5

Bùi Huy Đáp, 1980 cho rằng: Đối với lúa cấy, số lượng tuyệt đối về số nhánh thay đổi nhiều qua các mật độ nhưng tỷ lệ nhánh có ích giữa các mật độ lại không thay đổi nhiều Theo ông, các nhánh đẻ của cây lúa không phải nhánh nào cũng cho năng suất mà chỉ những nhánh đạt được thời gian sinh trưởng và số lá nhất định mới thành bông

Như vậy, mật độ và năng suất lúa có mối quan hệ chặt chẽ với nhau Việc tăng mật

độ cấy trong giới hạn nhất định thì năng suất sẽ tăng Vượt quá giới hạn đó thì năng suất sẽ không tăng mà thậm chí có thể giảm đi

1.4.2 Những nghiên cứu về mật độ gieo, cấy lúa

1.4.2.1 Một số nghiên cứu về mật độ gieo cấy lúa trên thế giới

Mật độ cấy là một biện pháp kỹ thuật canh tác quan trọng, phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, dinh dưỡng, đặc điểm của giống Khi nghiên cứu vấn đề này đã kết luận: Trong điều kiện dễ canh tác lúa mọc tốt thì nên cấy mật độ thưa, ngược lại phải cấy dày Giống lúa cho nhiều bông thì cấy dày không có lợi bằng giống to bông Vùng lạnh nên cấy dày hơn so với vùng nóng ẩm, mạ dảnh to nên cấy thưa hơn mạ dảnh nhỏ, lúa gieo muộn nên cấy dày hơn lúa gieo sớm

Theo S.Yoshida (1985),`Trong ruộng lúa cấy, khoảng cách thích hợp cho lúa

đẻ nhánh khỏe và sớm thay đổi từ 20 x 30 cm đến 30 x 30 cm Theo ông việc đẻ nhánh chỉ xảy ra đến mật độ 300 cây/m2, nếu tăng số dảnh cấy lên nữa thì chỉ có những dảnh chính là bông Năng suất tăng khi mật độ cấy tăng lên 182 - 242 dảnh/m2 Số bông trên đơn vị diện tích cũng tăng theo mật độ nhưng lại giảm số hạt trên bông Mật độ gieo cấy thực tế là vấn đề tương quan giữa số dảnh cấy và sự đẻ nhánh Thường gieo cấy thưa thì cây lúa đẻ nhánh nhiều, cấy dày thì đẻ nhánh ít Trong phạm vi khoảng cách cấy từ 50 x 50 cm đến 10 x 10 cm khả năng đẻ nhánh có

ảnh hưởng đến năng suất Ông thấy rằng, năng suất hạt của giống IRR - 154 - 451 (một giống có khả năng đẻ nhánh ít) tăng lên với việc giảm khoảng cách cấy 10 x 10

cm, đối với giống có khả năng đẻ nhánh khỏe (IRR8) năng suất đạt cực đại ở khoảng cách cấy 20 x 20 cm

S.Yoshida (1985) cho rằng: quan hệ giữa mật độ và năng suất của cây lấy hạt

là quan hệ phi tuyến tính, tức là lúc đầu năng suất tăng, nhưng tăng mật độ quá thì năng suất lại giảm

1.4.2.2 Một số nghiên cứu về mật độ gieo, cấy lúa ở Việt Nam

Nguyễn Như Hà (2006) kết luận tăng mật độ cấy làm cho việc đẻ nhánh của một khóm giảm So sánh số dảnh cấy trên khóm của mật độ cấy thưa 45 khóm/m2

và mật độ cấy dày 85 khóm/m2

thì thấy số dảnh đẻ trong một khóm lúa ở công thức cấy thưa lớn hơn 0,9 dảnh/khóm (ở vụ xuân) và tăng lên 1,9 dảnh/khóm (ở vụ mùa) Về dinh dưỡng, tăng lượng đạm bón ở mật độ cấy dày có tác dụng tăng tỷ lệ dảnh hữu hiệu Tỷ lệ dảnh hữu hiệu tỷ lệ thuận với mật độ đến 65 khóm/m2

ở vụ mùa và 75 khóm/m2 ở vụ xuân Tăng bón đạm ở mật độ cao khoảng 55 - 56 khóm/m2

làm tăng tỷ lệ dảnh hữu hiệu Tác giả Nguyễn Văn Hoan (1999) cho rằng ở mật độ cấy dày trên 40 khóm/m2

thì để đạt 7 bông hữu hiệu trên khóm cần cấy 3 dảnh (nếu mạ non) Với loại mạ thâm canh, số nhánh cần cấy trên khóm được định lượng theo số bông cần đạt nhân với 0,8 Trong điều kiện bón phân nhiều thì việc xác định mật độ cấy phải dựa vào khả năng đẻ nhánh, trái lại ở điều kiện bón phân ít thì phải dựa vào số thân chính Theo Nguyễn Văn Luật (2001) trước năm 1967 người dân trồng lúa thường cấy thưa với mật độ 40 x 40

cm hoặc 70 x 70 cm ở một vài ruộng sâu, còn ngày nay có xu hướng cấy dầy 20 x 20 cm; 20 x 25 cm; 15 x 20 cm; 10 x 15 cm

Theo Nguyễn Văn Dung và cộng sự (2010), mật độ gieo 50 kg giống/ha năng suất lúa dao động từ 6,74 – 6,81 tấn/ha, khi tăng mật độ lên 80 kg/ha năng suất chỉ đạt 4,89 tấn/ha (Nguyễn Văn Dung và cs, 2010)

Việc xác định lượng giống là rất cần thiết để giảm chi phí mà vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế Gieo quá dày sẽ tăng chi phí thóc giống, đặc biệt là giống lúa lai Mặt khác gieo cấy dày kéo theo tăng công dặm tỉa, chăm sóc, đặc biệt là sâu bệnh hại tăng lên làm giảm năng suất và chất lượng sản phẩm, dựa trên cơ sở của sức nảy mầm, khối lượng 1000 hạt,

độ sạch của lô hạt giống và mật độ cấy trên một đơn vị diện tích có thể đưa ra công thức tỉnh lượng hạt giống cần gieo (Nguyễn Văn Hoan, 2003)

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Tuất, Phạm Đức Hùng (2010), lượng hạt giống lúa gieo hợp lý cho Chợ Mới - An Giang và Phù Cát - Bình Định là 70 - 80 kg/ha cho cả hai phương thức gieo sạ lan và sạ hàng đều cho năng suất lúa cao hơn so với gieo 120 kg/ha

1.5 Nhu cầu dinh dƣỡng của cây lúa và phân bón cho lúa

1.5.1 Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa

Lúa cũng như các cây khác, để đảm bảo sinh trưởng và phát triển bình thường phải cần một số dưỡng chất thiết yếu, mà thiếu chúng cây không thể sinh trưởng và phát triển bình thường Có 16 nguyên tố thiết yếu cho cây lúa nói riêng và thực vật nói chung là C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, Si, Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Bo, Cl (International Fertilizer Association, 2016) Ngoại trừ 3 nguyên tố C, H, O (và một phần N được lấy

từ khí trời) thì 13 nguyên tố còn lại đều được cung cấp từ đất Theo nhiều tài liệu thì 1 tấn thóc (kèm theo cả rơm rạ) lấy đi 22,2 kg N; 7,1 kg P2O5; 31,6 kg K2O; 3,94 kg CaO; 4,0 kg MgO; 0,9 kg S; 51,7 kg Si và nhiều nguyên tố trung, vi lượng khác như Zn, Cu

và B (dẫn theo Nguyễn Văn Bộ, Mutert E và Nguyễn Trọng Thi, 1999)

N (Đạm): Cây lúa có nhu cầu về N trong suốt quá trình sinh trưởng, nhưng

thường nhiều hơn trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng Cây lúa cần nhiều N nhất trong giai đoạn đẻ nhánh rộ đến phân hóa đòng, trong quá trình chín, lúa cần một lượng nhỏ N để duy trì quang hợp và tăng hàm lượng protein trong hạt (Dobermann A., Fairhust T.H., 2000)

Lượng N cần thiết để tạo ra 1 tấn thóc dao động từ 17- 25 kg N, trung bình cần 22,2 kg N Theo A.Dobermann (2001), với giống lúa mới, lượng N cần để sản xuất ra 1 tấn hạt giảm, dao động từ 15- 20 kg N, trung bình là 17,5 kg N

P (Lân): Thiếu lân, lá cây có màu xanh đậm, sau chuyển màu vàng đỏ, bắt đầu từ

các lá già và từ mép lá vào trong, lá nhỏ, hẹp, đẻ nhánh ít, trỗ bông chậm, chín kéo dài, nhiều hạt xanh, hạt lép (với lúa) Thiếu lân, sự phân hóa các cơ quan của ngô bị ảnh hưởng, làm cho bắp bé, bông cờ nhỏ, ít hoa (Dobermann A., Fairhust T.H., 2000)

Nhu cầu về P của cây lúa không cao, để tạo ra 1 tấn thóc, trung bình cây lúa hút khoảng 7,1 kg P2O5, tích lũy chủ yếu vào hạt; theo A Dobermann (2001) đối với một

số giống mới lượng P cây hút để tạo ra 1 tấn thóc rất thấp, khoảng 2,5- 3,5 Kg P, trung bình là 3,0 kg P

K (Kali): Thiếu K làm cho lá lúa hẹp, ngắn, xuất hiện các chấm đỏ, mép lá vàng,

dễ héo rũ và khô, cây sinh trưởng kém, trỗ sớm, chín sớm, nhiều hạt lép lửng Ngô thiếu

K đốt sẽ ngắn, mép lá nhạt dần sau chuyển màu huyết dụ, lá có gợn sóng (Dobermann A., Fairhust T.H., 2000)

Gần đây một số giống mới, nhu cầu K thấp hơn, lượng K tạo ra 1 tấn thóc dao động 14- 20 kg K2O, trung bình là 17 kg K2O

1.5.2 Phân bón cho lúa

Theo FAO (2012), lượng phân bón sử dụng của Việt Nam ở mức khá cao, trung bình lên đến 297 kg NPK/ha, trong khi ở các nước lân cận chỉ là 156 kg NPK/ha cũng cho thấy chúng ta cần tìm ra các giải pháp nhằm giảm lượng bón của phân khoáng cho cây trồng nhằm nâng cao thu nhập và hiệu quả kinh tế cho người nông dân trong ngành

trồng trọt Theo kết quả điều tra tại huyện Quế Võ, Bắc Ninh của Hồ Quang Đức

(2001), cho thấy lượng phân bón phân khoáng của người nông dân trên đất xám bạc màu cho lúa trung bình cho 1 ha trồng lúa là: 90,5 kg N, 34,5 kg P2O5; lượng K trung bình là 76,7 kg K2O Theo Bùi Huy Hiền và cộng sự (2003), lượng bón phân khoáng (kg/ha) bón cho lúa trên đất phù sa sông Thái Bình của người nông dân một số vùng huyện Cẩm Giàng - Hải Dương trung bình đối với lúa thuần vụ xuân là 127 N, 44 P2O5

và 50 K2O; vụ mùa là 102 N, 36 P2O5 và 53 K2O Còn lượng phân khuyến cáo tương ứng là: 127 N, 89 P2O5 và 83 K2O (vụ lúa xuân) và 102N, 67 P2O5 và 83 K2O (vụ mùa)

Đỗ Trung Bình (2005) nghiên cứu từ 1998- 2004 cho thấy: đối với lúa trên đất xám tại Trảng Bàng-Tây Ninh (vụ đông xuân 1998-1999), các công thức bón đạm ở mức 90-120 kg N/ha cho năng suất cao hơn hẳn mức bón 60 kg N/ha (tỷ lệ N:

P2O5:K2O là 1,5:1,0:1,0) Năng suất lúa đạt cao nhất (trên 4,8 tấn/ha) ở các công thức: 90-60-90; 90-90-60; 120-60-60 và 120-90-90 Tương tự như ở thí nghiệm, kết quả thử nghiệm trên diện rộng vụ hè thu 1999 cho thấy, các công thức bón đạm ở mức cao: 90-

120 kg N cho năng suất cao hơn mức đạm thấp (60 kg N/ha) từ 19,2-25,3% Trong cùng mức đạm thì các mức lân và kali khác nhau có sự biến đổi về năng suất lúa không đáng kể

Theo Jayanta Kumar Basak (2011) [76], lượng phân bón cho lúa Boro (kg/ha) dao động từ 110- 130 N, 50-55 P, 79- 82 K, 2 Zn và 10 S Khuyến cáo bón phân cho lúa của Bangladesh dự trên độ phì nhiêu đất Đối với đất có độ phì nhiêu trung bình

(tính theo N, P, K trong đất) thì với đất có N, P, K mức trung bình cần bón: 197,6 kg urea, 61,75 kg TSP và 59,3 kg MOP; đối với đất có N, P, K thấp thì cần bón 311,2 kg urea, 101,2 kg TSP và 119,8 kg MOP

1.6 Một số kết luận rút ra từ tổng quan

- Đất xám bạc màu và việc khai thác có hiệu quả đất xám bạc màu đã được nhiều nước trên thế giới cũng như Việt Nam quan tâm nghiên cứu trong suốt thời gian qua với những kết quả phong phú, đa dạng và đã thu được nhiều kết quả có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao

- Tại Việt Nam, những nghiên cứu về giống, mật độ cấy, bón phân cho lúa đã được triển khai vài chục năm nay Tuy nhiên, các nghiên cứu về lựa chọn giống lúa thuần và các biện pháp canh tác lúa thuần (mật độ, phân bón) trên đất xám bạc màu còn rất ít được đề cập đến

Trước đây, đã có những nghiên cứu về canh tác lúa thuần trên đất xám bạc màu nhưng chỉ đề cập đến từng yếu tố đơn lẻ hoặc một số yếu tố trong canh tác tổng hợp Vì vậy cần thiết phải có một nghiên cứu có tính hệ thống từ lựa chọn giống thích nghi với điều kiện sinh thái, điều kiện đất đai cũng như đáp ứng được yêu cầu thực tiễn sản xuất của người dân trong vùng đến gieo cấy với mật độ hợp lí; bón phân cho hiệu quả kinh

tế cao; khắc phục những YTHC đất xám bạc màu để góp phần canh tác có hiệu quả cho lúa thuần trên đất xám bạc màu Bắc Giang

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

- 10 giống lúa thuần có triển vọng

- Phân bón vô cơ: Urê, supe lân, kali clo rua

- Phân hữu cơ: Phân chuồng, rơm rạ, thân lá ngô

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Đánh giá thực trạng sản xuất lúa trên đất xám bạc màu Bắc Giang

2.2.2 Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa thuần trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa - Bắc Giang

2.2.3 Nghiên cứu một số biện pháp kĩ thuật canh tác lúa trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa - Bắc Giang: Mật độ cấy, liều lượng phân bón

2.2.4 Xây dựng mô hình trình diễn áp dụng một số biện pháp kĩ thuật canh tác có hiệu quả cho lúa thuần trên đất xám bạc màu Bắc Giang

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Nội dung 1: Đánh giá thực trạng sản xuất lúa trên đất xám bạc màu Bắc Giang:

- Điều tra ngẫu nhiên 150 phiếu tương ứng với 150 hộ nông dân ở 3 xã của huyện Hiệp Hòa (Lương Phong, Ngọc Sơn và Châu Minh)

- Thông tin thu thập: Thực trạng sản xuất lúa tại nông hộ: Sử dụng giống, mật

độ gieo cấy, sử dụng phân bón, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, năng suất, bảo quản sau thu hoạch… ở vụ xuân và vụ mùa

2.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa thuần trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa - Bắc Giang

- Thời gian thực hiện: vụ xuân và vụ mùa năm 2013

- Địa điểm thực hiện: tại xã Lương Phong – Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Thí nghiệm gồm 10 công thức tương ứng với 10 giống lúa thuần

- Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD), 3 lần nhắc, diện tích mỗi ô là 30 m2, mật độ cấy là 50 khóm/m2 với khoảng cách: Hàng x hàng =

- Thời gian thực hiện: vụ xuân và vụ mùa năm 2014

- Địa điểm thực hiện: tại xã Lương Phong – Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Thí nghiệm gồm 5 công thức ứng với 5 mật độ cấy khác nhau, được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD) với 3 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm là 30 m2

Cả 5 công thức đều được cấy trên nền phân bón theo khuyến cáo của địa phương (Phòng NN&PTNT): 90N + 90P2O5 + 120K2O

- Chỉ tiêu theo dõi: Một số đặc tính nông học, tình hình sâu bệnh hại, khả năng

đẻ nhánh, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu

- Phương pháp phân tích số liệu: Số liệu được xử lí thống kê theo chương trình IRISTAT 5.0 và áp dụng các hàm thống kê trên Excel

* Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của phân chuồng và phế phụ phẩm

đến một số đặc tính hóa học của đất và năng suất của giống lúa KD18 trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Thời gian thực hiện: vụ xuân và vụ mùa năm 2012, 2013, 2014

- Địa điểm thực hiện: tại xã Lương Phong – Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Các nguồn hữu cơ sử dụng: Phân chuồng (10 tấn/ha), phế phụ phẩm cây trồng

vụ trước trả lại cây trồng vụ sau:

+ Cây lúa: Trả lại toàn bộ rơm rạ (vụ xuân: 4,5 tấn/ha; vụ mùa: 4,2 tấn/ha) + Cây ngô: trả lại toàn bộ thân lá ngô (tương đương 3,3 tấn/ha)

- Số nghiệm thức: Thí nghiệm gồm 8 công thức

- Phương pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD) với 3 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm là 24 m2, mật độ cấy là

50 khóm/m2 với khoảng cách: Hàng x hàng = 20 cm; cây x cây = 10 cm

- Chỉ tiêu theo dõi: Một số đặc tính hóa học của đất (pHkcl, OC, Nts, P2O5ts, P2O5dt, K2Ots, K2Odt, CEC) và năng suất thực thu

- Phương pháp phân tích số liệu: Số liệu được xử lí thống kê theo chương trình IRISTAT 5.0 và áp dụng các hàm thống kê trên Excel

* Thí nghiệm 3 và thí nghiệm 4: Xác định lượng phân hóa học bón cho lúa KD18 và BC15 trên nền 10 tấn phân chuồng

- Thời gian thực hiện: vụ xuân và vụ mùa năm 2015

- Địa điểm thực hiện: tại xã Lương Phong – Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Số nghiệm thức: Thí nghiệm gồm 5 công thức

- Phương pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD) với 3 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm là 30 m2, mật độ cấy là

30 khóm/m2 với khoảng cách: Hàng x hàng = 20 cm; cây x cây = 16,7 cm

- Chỉ tiêu theo dõi: Tình hình sâu bệnh hại, khả năng đẻ nhánh, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu