Luận văn thạc sĩ ảnh hưởng của cấy theo hiệu ứng hàng biên đến khả năng sinh trưởng năng suất của giống lúa khang dân 18 và khang dân đột biến ở bắc kạn

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của cấy theo hiệu ứng hàng biên đến sinh trưởng, năng suất giống lúa Khang Dân 18 và Khang Dân đột biến tại Bắc Kạn.

• Tác giả: Thân Liêu Minh Nhật
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Thị Ngọc Oanh
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Ảnh hưởng của cấy theo hiệu ứng hàng biên đến sinh trưởng và năng suất lúa Khang Dân 18 và Khang Dân đột biến tại Bắc Kạn
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục đích, yêu cầu của đề tài
• Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu
• 1.1.1. Cơ sở khoa học của ruộng lúa năng suất cao
• 1.1.2. Cơ sở khoa học để xác định mật độ cấy cho lúa
• 1.1.3. Kỹ thuật cấy theo hiệu ứng hàng biên
• 1.2. Những nghiên cứu về mật độ cấy
• 1.2.1. Mật độ cấy ảnh hưởng tới sự sinh trưởng, năng suất lúa
• 1.2.1.1. Nghiên cứu về mật độ cấy trên thế giới
• 1.2.1.2. Nghiên cứu về mật độ cấy ở Việt nam
• 1.2.1.3. Mật độ cấy khuyến cáo hiện nay ở một số địa phương
• 1.2.2. Những kết quả nghiên cứu về cấy lúa theo hiệu ứng hàng biên
• 1.3. Đặc điểm của giống lúa Khang dân 18 và Khang dân đột biến
• 1.3.1. Giống lúa Khang dân 18
• 1.3.2. Giống lúa Khang dân đột biến
• 1.4. Tình hình sản xuất lúa tại tỉnh Bắc Kạn
• 1.5. Kết luận rút ra từ phần tổng quan tài liệu
• 2. Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.4.1. Nhân tố thí nghiệm
• 2.4.2. Bố trí thí nghiệm
• 2.4.3. Các biện pháp kỹ thuật
• 2.5. Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi
• 2.5.1. Chỉ tiêu sinh trưởng
• 2.5.2. Các chỉ tiêu về sâu bệnh hại chính
• 2.5.3. Các chỉ tiêu năng suất
• 2.6. Phương pháp tính hiệu quả kinh tế
• 2.7. Phương pháp sử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Ảnh hưởng của cấy theo hiệu ứng hàng biên đến sinh trưởng của giống lúa Khang dân 18 và Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.1.1. Ảnh hưởng của cấy theo hiệu ứng hàng biên đến chiều cao cây của giống lúa Khang dân 18 và Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.1.2. Ảnh hưởng của cấy theo hiệu ứng hàng biên đến khả năng đẻ nhánh của giống lúa Khang dân 18 và Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.1.3. Ảnh hưởng của hiệu ứng hàng biên đến trọng lượng rễ, thân, lá của giống lúa Khang dân 18 và Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.2. Ảnh hưởng của hiệu ứng hàng biên đến khả năng nhiễm sâu bệnh hại của giống lúa Khang dân 18 và Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.2.1. Ảnh hưởng của hiệu ứng hàng biên đến mức độ nhiễm sâu của giống lúa Khang dân 18 và Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.2.2. Ảnh hưởng của hiệu ứng hàng biên đến khả năng nhiễm bệnh của giống lúa Khang dân 18 và Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.3. Ảnh hưởng của hiệu ứng hàng biên năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống lúa Khang dân 18, Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.3.1. Ảnh hưởng của hiệu ứng hàng biên đến các yếu tố cấu thành năng suất của giống lúa Khang dân 18, Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.3.2. Ảnh hưởng của hiệu ứng hàng biên đến năng suất của giống lúa Khang dân 18, Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.4. Ảnh hưởng của hiệu ứng hàng biên đến hiệu quả kinh tế giống lúa Khang dân 18 và Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• 3.5. Tương quan giữa một số chỉ tiêu sinh trưởng đến năng suất của giống lúa Khang dân 18
• 3.6. Tương quan giữa một số chỉ tiêu sinh trưởng đến năng suất của giống lúa Khang dân đột biến ở Bắc Kạn
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Cấy theo hiệu ứng hàng biên và kỹ thuật canh tác lúa

Cấy theo hiệu ứng hàng biên là một kỹ thuật canh tác lúa tiên tiến, giúp tận dụng tối đa ánh sáng và không gian để cải thiện sinh trưởng lúa và năng suất lúa. Kỹ thuật này được áp dụng rộng rãi tại Bắc Kạn, nơi mà nông nghiệp Bắc Kạn đang hướng tới sự phát triển bền vững. Phương pháp này không chỉ giúp giảm mật độ cấy mà còn tăng hiệu quả sử dụng phân bón và giảm thiểu sâu bệnh hại. Kỹ thuật cấy lúa này đã được chứng minh là có khả năng tăng năng suất lúa lên đến 25-30%, đồng thời giảm chi phí đầu tư và bảo vệ môi trường.

1.1. Hiệu ứng hàng biên và sinh trưởng lúa

Hiệu ứng hàng biên tác động mạnh mẽ đến sinh trưởng lúa, đặc biệt là chiều cao cây và khả năng đẻ nhánh. Khi cấy theo phương pháp này, cây lúa có điều kiện tiếp nhận ánh sáng tốt hơn, từ đó kích thích sự phát triển của thân, lá và rễ. Điều này giúp cây lúa Khang Dân 18 và Khang Dân đột biến tại Bắc Kạn đạt được sự sinh trưởng tối ưu, đồng thời giảm thiểu nguy cơ nhiễm sâu bệnh.

1.2. Kỹ thuật cấy lúa và năng suất

Kỹ thuật cấy lúa theo hiệu ứng hàng biên không chỉ cải thiện sinh trưởng lúa mà còn tác động tích cực đến năng suất lúa. Bằng cách tăng số hạt trên bông và số bông trên khóm, phương pháp này giúp tăng năng suất lúa đáng kể. Đặc biệt, với giống Khang Dân đột biến, kỹ thuật này đã chứng minh hiệu quả vượt trội so với phương pháp cấy truyền thống.

II. Ảnh hưởng của cấy theo hiệu ứng hàng biên đến giống lúa Khang Dân

Cấy theo hiệu ứng hàng biên có tác động rõ rệt đến giống lúa Khang Dân 18 và Khang Dân đột biến. Cả hai giống lúa này đều cho thấy sự cải thiện đáng kể về sinh trưởng lúa và năng suất lúa khi được cấy theo phương pháp này. Khang Dân 18 là giống lúa ngắn ngày, có khả năng chịu rét tốt nhưng dễ nhiễm sâu bệnh. Trong khi đó, Khang Dân đột biến có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn và cho năng suất cao hơn từ 13-15% so với Khang Dân 18.

2.1. Khang Dân 18 và hiệu ứng hàng biên

Khang Dân 18 là giống lúa phổ biến tại Bắc Kạn, nhưng thường gặp hạn chế về khả năng chống chịu sâu bệnh. Khi áp dụng cấy theo hiệu ứng hàng biên, giống lúa này cho thấy sự cải thiện rõ rệt về sinh trưởng lúa và năng suất lúa. Phương pháp này giúp giảm mật độ cấy, từ đó hạn chế sự lây lan của sâu bệnh và tăng hiệu quả sử dụng phân bón.

2.2. Khang Dân đột biến và hiệu quả kinh tế

Khang Dân đột biến là giống lúa có tiềm năng cao trong việc cải thiện năng suất lúa tại Bắc Kạn. Khi được cấy theo hiệu ứng hàng biên, giống lúa này không chỉ cho năng suất cao hơn mà còn giảm thiểu chi phí đầu tư. Điều này mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể cho người nông dân, đồng thời góp phần phát triển bền vững nông nghiệp Bắc Kạn.

III. Phương pháp canh tác lúa và ứng dụng thực tiễn

Phương pháp canh tác lúa theo hiệu ứng hàng biên không chỉ là một kỹ thuật tiên tiến mà còn có giá trị thực tiễn cao. Phương pháp này đã được áp dụng thành công tại Bắc Kạn, nơi mà nông nghiệp Bắc Kạn đang hướng tới sự phát triển bền vững. Bằng cách tận dụng hiệu ứng hàng biên, người nông dân có thể cải thiện sinh trưởng lúa và năng suất lúa, đồng thời giảm thiểu chi phí đầu tư và bảo vệ môi trường.

3.1. Cải thiện năng suất lúa

Cải thiện năng suất lúa là mục tiêu chính của việc áp dụng cấy theo hiệu ứng hàng biên. Phương pháp này giúp tăng số hạt trên bông và số bông trên khóm, từ đó tăng năng suất lúa đáng kể. Đặc biệt, với giống Khang Dân đột biến, phương pháp này đã chứng minh hiệu quả vượt trội so với phương pháp cấy truyền thống.

3.2. Ứng dụng trong nông nghiệp Bắc Kạn

Nông nghiệp Bắc Kạn đang hướng tới sự phát triển bền vững, và cấy theo hiệu ứng hàng biên là một trong những giải pháp hiệu quả. Phương pháp này không chỉ giúp cải thiện năng suất lúa mà còn giảm thiểu chi phí đầu tư và bảo vệ môi trường. Điều này mang lại lợi ích kinh tế đáng kể cho người nông dân, đồng thời góp phần phát triển bền vững nông nghiệp Bắc Kạn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lúa gạo là nguồn lương thực thiết yếu nuôi sống hơn 3,5 tỷ người trên toàn cầu, với hơn 75% sản lượng lúa thế giới được sản xuất từ châu Á. Tại tỉnh Bắc Kạn, cây lúa đóng vai trò trụ cột trong việc đảm bảo an ninh lương thực địa phương. Năm 2015, diện tích gieo cấy lúa toàn tỉnh đạt trên 24.000 ha, đạt sản lượng 117.000 tấn và chiếm 63% tổng sản lượng lương thực có hạt (toàn tỉnh đạt 185.000 tấn, bình quân lương thực đạt trên 600 kg/người/năm). Cơ cấu sản xuất lúa của tỉnh có tới 82% diện tích sử dụng các giống lúa thuần, trong đó Khang dân 18 và Khang dân đột biến là hai giống mùa sớm chủ lực.

Tuy nhiên, năng suất lúa bình quân toàn tỉnh chỉ đạt 48 tạ/ha, chưa tương xứng với tiềm năng di truyền của giống. Vấn đề nghiên cứu then chốt xuất phát từ tập quán canh tác lạc hậu: người dân áp dụng một mật độ cấy dày và lượng phân bón đồng nhất cho tất cả các giống lúa có đặc tính sinh trưởng khác nhau. Việc cấy quá dày không chỉ làm tăng chi phí giống mà còn khiến ruộng lúa kém thông thoáng, gia tăng nguy cơ bùng phát sâu bệnh hại.

Nhằm hiện thực hóa Nghị quyết số 34/NQ-HĐND ngày 10/12/2010 của Hội đồng nhân dân tỉnh Bắc Kạn về việc đẩy mạnh ứng dụng tiến bộ kỹ thuật để nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng, nghiên cứu này được triển khai nhằm xác định phương thức cấy theo hiệu ứng hàng biên thích hợp nhất cho giống Khang dân 18 và Khang dân đột biến. Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành từ ngày 15/6/2016 đến ngày 15/10/2016 tại phường Xuất Hóa, thành phố Bắc Kạn. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là cung cấp giải pháp kỹ thuật giúp giảm 15% đến 22% mật độ khóm cấy, tiết kiệm 30% đến 50% chi phí giống và thuốc bảo vệ thực vật, đồng thời nâng cao năng suất lúa từ 10% đến 18%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết sinh thái học quần thể ruộng lúa và nguyên lý tạo lập ruộng lúa năng suất cao do Zhong và các cộng sự đề xuất năm 2003, nhấn mạnh sự tương tác giữa cấu trúc tán lá, tiểu khí hậu dưới tán và khả năng kháng bệnh của cây lúa. Cơ sở khoa học thứ hai là sáng chế kỹ thuật cấy lúa theo hiệu ứng hàng biên của tác giả Chu Văn Tiệp và Trịnh Thị Thanh, được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng độc quyền sáng chế số 14514 ngày 16/11/2014. Nguyên lý này tận dụng khoảng cách hàng rộng xen kẽ hàng hẹp để tối đa hóa ánh sáng chiếu trực tiếp vào gốc và thân, kích thích lúa phát triển rễ, đẻ nhánh sớm và tăng số hạt trên bông.

Bên cạnh đó, đề tài vận dụng các quy luật về mật độ cấy và năng suất lúa của Viện sĩ Bùi Huy Đáp (1999) và Giáo sư Đào Thế Tuấn (1963), khẳng định mối quan hệ parabol giữa mật độ quần thể và năng suất hạt. Các khái niệm chính bao gồm: "hiệu ứng hàng biên" (tạo khoảng không gian thoáng dọc mép luống), "mật độ cấy hữu hiệu" (số khóm và số dảnh tối ưu trên một mét vuông), "chỉ số diện tích lá" (tỷ lệ diện tích lá trên diện tích đất), "tỷ lệ nhánh hữu hiệu" (tỷ lệ phần trăm số nhánh phát triển thành bông mang hạt) và "hệ số kinh tế" (tỷ lệ giữa khối lượng hạt thương phẩm và tổng sinh khối chất khô).

Phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm được thực hiện ngoài đồng ruộng từ ngày 15/6/2016 đến ngày 15/10/2016 tại phường Xuất Hóa, thành phố Bắc Kạn. Thí nghiệm hai nhân tố được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên kiểu ô chính - ô phụ (Split-plot) với 3 lần nhắc lại. Tổng số có 8 công thức thí nghiệm trên 24 ô, diện tích mỗi ô là 11,7 m2 (kích thước 4,5 m x 2,6 m). Xung quanh khu thí nghiệm có 3 hàng lúa bảo vệ cách ly 40 cm.

Nhân tố thứ nhất là 4 phương thức cấy: P1 là đối chứng cấy đều truyền thống khoảng cách 20 x 15 cm (434 khóm/ô); P2 là cấy 5 hàng bỏ 1 hàng (372 khóm/ô, bằng 85% đối chứng); P3 là cấy 4 hàng bỏ 1 hàng (372 khóm/ô, bằng 85% đối chứng); P4 là cấy 3 hàng bỏ 1 hàng (341 khóm/ô, bằng 78% đối chứng). Nhân tố thứ hai là 2 giống lúa thuần ngắn ngày: G1 là Khang dân 18 (công nhận theo Quyết định 1659 QĐ/BNN-KHCN) và G2 là Khang dân đột biến (tạo ra bằng xử lý phóng xạ Gamma Co60, chuyển giao theo Hợp đồng 17/HĐCN-GCT-2007). Tất cả các công thức đều cấy 1 dảnh/khóm và bón phân đồng mức gồm 4 tấn phân chuồng, 120 kg đạm nguyên chất, 90 kg lân và 90 kg kali cho mỗi hecta.

Quy trình theo dõi và lấy mẫu tuân thủ nghiêm ngặt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-55:2011/BNNPTNT. Phương pháp chọn mẫu áp dụng kỹ thuật ngẫu nhiên phân tầng, cố định 10 cây/ô tại các vị trí hàng biên và hàng giữa để theo dõi sinh trưởng, tỷ lệ đẻ nhánh, trọng lượng sinh khối chất khô (rễ, thân, lá) và mức độ nhiễm sâu bệnh hại chính (sâu đục thân, sâu cuốn lá, đạo ôn, bạc lá). Dữ liệu thu thập được xử lý thống kê bằng phần mềm Excel 2010 và IRRISTAT 5.0 nhằm kiểm định phương sai ANOVA, tính sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa thống kê LSD ở mức xác suất tin cậy 95% (P < 0,05) và hệ số biến động CV%, giúp đảm bảo tính chuẩn xác và khách quan cho các kết luận nông học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, cấy theo hiệu ứng hàng biên thúc đẩy rõ rệt chiều cao cây và tích lũy chất khô qua từng giai đoạn sinh trưởng. Ở giai đoạn chín, giống Khang dân đột biến ở phương thức cấy 4 hàng bỏ 1 (P3) đạt chiều cao 108,2 cm và ở phương thức 3 hàng bỏ 1 (P4) đạt 109,7 cm, vượt trội có ý nghĩa thống kê so với đối chứng P1 chỉ đạt 104,7 cm. Về sinh khối chất khô, giống Khang dân đột biến ở công thức P3 đạt trọng lượng rễ 5,3 gam/khóm, thân 32,1 gam/khóm và lá 22,1 gam/khóm, cao hơn đối chứng P1 tương ứng 17,8%, 3,9% và 23,5%.

Thứ hai, hiệu ứng hàng biên cải thiện vượt bậc khả năng đẻ nhánh và nâng cao tỷ lệ nhánh hữu hiệu. Giống Khang dân đột biến khi cấy theo phương thức 4 hàng bỏ 1 (P3) đạt tổng số 11,6 nhánh/khóm và số nhánh hữu hiệu đạt 9,1 nhánh/khóm, tỷ lệ nhánh hữu hiệu đạt mức cao nhất là 78,4% (tăng 24,7% số nhánh hữu hiệu so với mức 7,3 nhánh/khóm của đối chứng). Đối với Khang dân 18, công thức P3 cũng đạt 6,9 nhánh hữu hiệu/khóm với tỷ lệ hữu hiệu 72,7%, cao hơn hẳn đối chứng P1 (5,7 nhánh hữu hiệu/khóm, tỷ lệ 65,8%).

Thứ ba, sự thông thoáng của quần thể làm giảm mạnh tỷ lệ nhiễm sâu bệnh hại chính. Tại các công thức cấy hàng rộng - hàng hẹp, mức độ gây hại của sâu đục thân, sâu cuốn lá và bệnh khô vằn chỉ dừng ở điểm 1 đến điểm 3 (dưới 10% đến 20% mức độ hại), trong khi ô đối chứng cấy dày P1 bị nhiễm ở cấp 5 (21% đến 35% diện tích lá bị hại).

Thứ tư, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu của phương thức cấy hàng biên đều vượt trội. Giống Khang dân đột biến áp dụng phương thức cấy 4 hàng bỏ 1 (P3) đạt năng suất thực thu cao nhất trong toàn bộ thí nghiệm, vượt năng suất của Khang dân 18 từ 13% đến 15% và cao hơn đối chứng cấy dày truyền thống từ 10% đến 18%.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự gia tăng vượt trội về sinh trưởng và năng suất là do việc bỏ 1 hàng lúa tạo ra khoảng không gian mở từ 38 cm đến 40 cm. Khoảng cách này cho phép ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào tận gốc và đốt thân thấp nhất, kích hoạt hoạt động quang hợp thuần và thúc đẩy rễ phát triển sâu vào tầng đất canh tác. Nhờ nhận đủ quang năng, các dảnh lúa đẻ sớm trở thành nhánh hữu hiệu đồng đều, hạn chế tối đa hiện tượng đẻ nhánh lai rai và tiêu hao dinh dưỡng vô hiệu. Hơn nữa, tiểu khí hậu dưới tán lúa khô ráo và thoáng gió đã triệt tiêu môi trường ẩm ướt yếm khí, ngăn chặn sự sinh sôi của nấm bệnh và rầy nâu.

Kết quả thực nghiệm này tương đồng với các nghiên cứu tại Trung tâm Khuyến nông Hải Phòng năm 2015 (năng suất cấy hàng biên tăng 20% đến 30%, số bông/khóm tăng gấp 2 lần) và mô hình tại huyện Phù Yên, tỉnh Sơn La năm 2015 (năng suất tăng 1,3 đến 1,4 tấn/ha, giảm 50% lượng giống). Tại Nam Định năm 2015, mô hình cấy hàng rộng - hàng hẹp trên giống lúa thuần và lúa lai cũng ghi nhận mức tăng lợi nhuận từ 37,6% đến 107,1%.

Dữ liệu thực nghiệm của nghiên cứu có thể được trực quan hóa hiệu quả thông qua biểu đồ cột kép so sánh số nhánh hữu hiệu và năng suất thực thu giữa 4 phương thức cấy trên 2 giống lúa, kết hợp biểu đồ phân tán hồi quy biểu diễn tương quan thuận giữa khối lượng rễ (gam) với số hạt chắc trên bông, và bảng ma trận thể hiện chi phí đầu vào cùng lãi thuần trên một hecta.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuẩn hóa và chuyển giao quy trình cấy 4 hàng bỏ 1 (phương thức P3) cho nông dân trồng lúa vụ mùa tại tỉnh Bắc Kạn. Trung tâm Khuyến nông tỉnh cần phối hợp với Phòng Kinh tế các huyện chỉ đạo áp dụng kỹ thuật này, đặt mục tiêu nâng cao năng suất thực thu thêm 12% đến 18% và tiết kiệm 15% đến 20% lượng phân bón vô cơ trong lộ trình 2018-2020.

Thứ hai, mở rộng diện tích gieo cấy giống Khang dân đột biến thay thế dần giống Khang dân 18 truyền thống. Ủy ban nhân dân các huyện Ba Bể, Chợ Đồn, Na Rỳ và thành phố Bắc Kạn cần đưa Khang dân đột biến vào cơ cấu giống chủ lực vụ mùa, phấn đấu nâng tỷ lệ diện tích gieo trồng giống này lên 60% đến 70% diện tích lúa thuần, giúp tăng giá trị thu nhập thêm từ 4,5 đến 6,0 triệu đồng trên mỗi hecta.

Thứ ba, áp dụng quy trình bón phân cân đối tập trung theo hàng hẹp kết hợp cấy mạ non 1 dảnh/khóm. Các hợp tác xã nông nghiệp cần hướng dẫn bà con bón lót toàn bộ 4 tấn phân chuồng cùng 100% phân lân và 50% đạm, bón đón đòng trước trỗ 20 ngày với 20% đạm và 50% kali, tránh bón vãi tràn lan vào hàng sông rộng để tối ưu hóa hiệu suất hấp thu dinh dưỡng và nâng tỷ lệ hạt chắc đạt trên 85%.

Thứ tư, tổ chức chuỗi lớp tập huấn kỹ thuật đầu bờ và xây dựng các mô hình trình diễn quy mô lớn. Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Bắc Kạn cần bố trí nguồn kinh phí sự nghiệp nông nghiệp để tổ chức 10 đến 15 lớp tập huấn chuyên sâu mỗi năm, xây dựng 5 mô hình cánh đồng mẫu lớn ứng dụng hiệu ứng hàng biên với quy mô từ 2 đến 5 ha mỗi mô hình trong giai đoạn 2018-2022.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm thứ nhất là cán bộ kỹ thuật nông nghiệp, chuyên viên khuyến nông cấp tỉnh, huyện và xã. Tài liệu cung cấp thông số kỹ thuật chi tiết về khoảng cách gieo cấy, định mức phân bón và lịch trình theo dõi sâu bệnh, làm tài liệu đào tạo thực hành cho các chương trình phát triển nông thôn.

Nhóm thứ hai là sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Khoa học cây trồng, Nông học và Bảo vệ thực vật. Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp bố trí thí nghiệm ô chính - ô phụ (Split-plot), kỹ thuật xử lý số liệu bằng phần mềm IRRISTAT 5.0 và các phân tích tương quan sinh học giữa mật độ quần thể với năng suất cây trồng.

Nhóm thứ ba là các chủ trang trại, giám đốc hợp tác xã nông nghiệp và bà con nông dân trực tiếp canh tác lúa tại khu vực miền núi phía Bắc. Người sản xuất có thể ứng dụng ngay công thức cấy 4 hàng bỏ 1 để cắt giảm 50% chi phí mạ giống, giảm 2 đến 3 lần phun thuốc bảo vệ thực vật và gia tăng lợi nhuận kinh tế từ 300.000 đến 450.000 đồng trên mỗi sào Bắc Bộ.

Nhóm thứ tư là các nhà hoạch định chính sách nông nghiệp và quản lý ngành nông thôn. Báo cáo cung cấp luận cứ khoa học định lượng giúp các cơ quan quản lý ban hành chính sách cơ cấu mùa vụ, quy hoạch vùng sản xuất lúa thâm canh hàng hóa chất lượng cao và xây dựng đề án thích ứng với biến đổi khí hậu dựa trên kỹ thuật canh tác tiết kiệm tài nguyên.

Câu hỏi thường gặp

Kỹ thuật cấy theo hiệu ứng hàng biên là gì và nguyên lý hoạt động ra sao?

Kỹ thuật cấy theo hiệu ứng hàng biên là phương pháp bố trí mật độ cấy lúa theo các hàng rộng xen kẽ hàng hẹp hoặc định kỳ bỏ một hàng không cấy, được bảo hộ sáng chế số 14514 năm 2014. Nguyên lý cốt lõi là tạo khoảng không gian thoáng giúp ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào gốc và thân, kích thích lúa đẻ nhánh khỏe, tăng số hạt trên bông và giảm 15% đến 22% mật độ khóm cấy.

Tại sao mật độ khóm giảm từ 15% đến 22% nhưng năng suất thực thu lại tăng?

Mặc dù số khóm trên một đơn vị diện tích giảm từ 434 khóm xuống còn 341 đến 372 khóm mỗi ô 11,7 m2, nhưng nhờ quang hợp tối ưu, số nhánh hữu hiệu trên khóm tăng mạnh từ 20% đến 25% (đạt 9,1 nhánh hữu hiệu/khóm). Đồng thời, số hạt chắc trên bông tăng từ 25% đến 35% và tỷ lệ lép giảm rõ rệt, bù đắp hoàn toàn và làm tăng năng suất thực thu từ 10% đến 18%.

Giống Khang dân đột biến có những điểm vượt trội nào so với giống Khang dân 18?

Khang dân đột biến được tạo ra từ nguồn phóng xạ Gamma Co60, sở hữu thân cây to, cứng cáp, chiều cao đạt 108,2 cm và bộ rễ phát triển đạt 5,3 gam/khóm, giúp tăng khả năng chống đổ ngã. Giống này đạt tỷ lệ nhánh hữu hiệu 78,4% (cao hơn Khang dân 18 đạt 72,7%), ít nhiễm bệnh khô vằn, cho năng suất cao hơn từ 13% đến 15% và chất lượng cơm mềm hơn.

Phương thức cấy nào mang lại hiệu quả cao nhất trong điều kiện đất đai Bắc Kạn?

Kết quả thực nghiệm khẳng định phương thức P3 (cứ 4 hàng lúa bỏ 1 hàng) kết hợp với giống Khang dân đột biến là công thức tối ưu nhất. Phương thức này vừa đảm bảo mật độ 372 khóm/ô (bằng 85% đối chứng) vừa tận dụng tối đa ánh sáng hàng biên, mang lại số bông trên mét vuông hợp lý nhất và tối đa hóa lợi nhuận kinh tế trên mỗi hecta.

Quy trình bón phân cho ruộng lúa cấy theo hiệu ứng hàng biên có điểm gì cần chú ý?

Người sản xuất cần bón phân tập trung theo hàng hẹp (hàng sông con), tuyệt đối không rải phân vào hàng sông rộng để tránh thất thoát và cỏ dại phát triển. Tổng lượng bón chuẩn cho một hecta gồm 4 tấn phân chuồng, 120 kg đạm nguyên chất, 90 kg lân và 90 kg kali, trong đó cần chú trọng bón đón đòng trước khi trỗ bông 20 ngày với tỷ lệ 20% đạm và 50% kali.

Kết luận

• Phương thức cấy 4 hàng bỏ 1 (P3) giúp cây lúa sinh trưởng vượt trội, tăng trọng lượng rễ lên 5,3 gam/khóm và tỷ lệ nhánh hữu hiệu đạt 78,4%.
• Giống Khang dân đột biến thể hiện tính ưu việt rõ rệt so với Khang dân 18 về chiều cao thân lá, khả năng chống đổ ngã và năng suất thực thu cao hơn từ 13% đến 15%.
• Môi trường ruộng lúa thông thoáng làm giảm đáng kể áp lực gây hại của sâu đục thân, sâu cuốn lá, bệnh khô vằn và bạc lá, giúp cắt giảm từ 30% đến 50% lượng thuốc bảo vệ thực vật.
• Công thức phối hợp P3G2 (cấy 4 hàng bỏ 1 trên giống Khang dân đột biến) mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất, gia tăng thu nhập hàng triệu đồng trên mỗi hecta gieo cấy.
• Luận văn đã cung cấp luận cứ khoa học thực nghiệm vững chắc, hoàn thiện quy trình thâm canh lúa tiên tiến cho tỉnh Bắc Kạn và các tỉnh trung du miền núi phía Bắc.

Đóng góp lớn nhất của công trình là giải quyết hài hòa mâu thuẫn giữa giảm mật độ khóm cấy và tăng năng suất hạt thông qua giải pháp khai thác quang năng hàng biên. Trong lộ trình 2018-2022, các địa phương cần đẩy mạnh xây dựng mô hình cánh đồng mẫu lớn và ban hành chính sách trợ giá giống để nhân rộng tiến bộ kỹ thuật này. Hãy chủ động áp dụng kỹ thuật cấy lúa theo hiệu ứng hàng biên và lựa chọn giống Khang dân đột biến ngay trong vụ mùa tới nhằm tiết kiệm chi phí đầu vào, bảo vệ môi trường sinh thái và tối đa hóa lợi nhuận kinh tế cho gia đình!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 1. Cơ sở khoa học của ruộng lúa năng suất cao Theo Zhong và ctv, 2003[28] khái niệm về “ruộng lúa khỏe - ruộng lúa năng suất cao” được hình thành từ cơ sở của sự phối hợp chặt chẽ giữa đặc tính sinh lý của cây lúa, cấu trúc tán lá lúa cũng như điều kiện tiểu khí hậu bên dưới tán lá lúa với sự phát triển của bệnh hại do tác động của mật độ cấy. Trong kỹ thuật thâm canh lúa để đạt năng suất cao thì sản xuất phải điều chỉnh toàn bộ quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa.

Người sản xuất cần phải chủ động các khâu như chọn giống phù hợp với điều kiện thâm canh, kỹ thuật làm đất, bón phân, tưới nước, phòng trừ sâu bệnh hợp lý, chủ động trong công thức luân canh cây trồng…cần có sự kết hợp giữa quản lý dinh dưỡng và cây trồng để tạo ra một ruộng lúa phát triển tốt, năng suất cao, có khả năng tự chống chịu bệnh hại tốt hơn, đây là một hướng mới, có tính khả thi và hiệu quả. Các kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học đã khẳng định: khi các biện pháp kỹ thuật khác được duy trì thì chọn mật độ cấy hợp lý là phương án tối ưu để đạt được số hạt nhiều nhất trên một đơn vị diện tích gieo cấy (Yuan Long Ping, 1995) [27], (Nguyễn Văn Hoan, 1995) [7]. Cơ sở khoa học để xác định mật độ cấy cho lúa Mật độ là một kỹ thuật làm tăng khả năng quang hợp của cá thể và quần thể ruộng lúa, do tăng khả năng tiếp nhận ánh sáng, tạo số lá và chỉ số diện tích lá thích hợp cho cá thể và quần thể ruộng lúa, ảnh hưởng đến khả năng đẻ nhánh và số nhánh hữu hiệu/khóm, khả năng chống chịu sâu bệnh… từ đó mà ảnh hưởng mạnh mẽ đến năng suất lúa. 6 Bùi Huy Đáp (1999) [1] 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 tác giả thì 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. Về khả năng chống chịu sâu bệnh đã có rất nhiều nghiên cứu của nhiều tác giả và đều chung nhận xét rằng: gieo cấy với mật độ dày sẽ tạo môi trường thích hợp cho sâu bệnh phát triển vì quần thể ruộng lúa không được thông thoáng, các lá bị che khuất lẫn nhau nên bị chết lụi đi nhiều. Một trong những biện pháp canh tác phòng trừ sâu bệnh và cỏ dại trong nông nghiệp là gieo cấy với mật độ thích hợp với từng giống lúa, tránh gieo cấy quá dày sẽ tạo điều kiện cho khô vằn, rầy nâu và đạo ôn phát triển mạnh. 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. Theo Nguyễn Văn Hoan (1995) [7] thì trên một đơn vị diện tích nếu mật độ càng cao thì số bông càng nhiều, song số hạt trên bông càng ít. Tốc độ giảm số hạt/bông mạnh hơn tốc độ tăng của mật độ, vì thế cấy quá dày sẽ làm cho năng suất giảm nghiêm trọng.Tuy nhiên nếu cấy mật độ quá thưa dối với các giống có thời gian sinh trưởng ngắn rất khó hoặc không đạt được số bông tối ưu.

Về ảnh hưởng của mật độ cấy đến khối lượng 1000 hạt, Bùi Huy Đáp (1999) [1] đã chỉ ra rằng khồi lượng 1000 hạt ở các mật độ từ cấy thưa đến cấy dày không thay đổi nhiều. Khi nghiên cứu về mật độ, cách cấy của các ruộng lúa năng suất cao tác giả Đào Thế Tuấn (1963) [19] cho biết: Mật độ là một trong những biện pháp ảnh hưởng đến năng suất lúa vì mật độ cấy quyêt định diện tích lá và sự cấu tạo quần thể, đến chế độ ánh sáng và sự tích lũy chất khô của ruộng lúa một cách mạnh mẽ nhất. 7 Việc xác định số dảnh cấy hợp lý sẽ đảm bảo được số nhánh thành bông cao nhất và năng suất là tốt nhất, nhưng việc xác định số dảnh cấy như thế nào còn phụ thuộc vào từng giống, từng vùng khí hậu khác nhau, không thể áp dụng một cách máy móc, điều này sẽ làm ảnh hưởng tới năng suất/đơn vị diện tích. Với giống lúa ngắn ngày cần quản lý số nhánh hữu hiệu vừa phải để đảm bảo số bông/m2, chiều dài bông và năng suất không bị giảm, đồng thời cũng giữ chỉ số diện tích lá vừa phải để không làm gia tăng số nhánh vô hiệu.

Giảm số nhánh vừa phải cũng làm giảm áp lực sâu bệnh. Mật độ gieo cấy lúa phụ thuộc vào đặc điểm của giống lúa. Giống lúa chịu thâm canh càng cao, tiềm năng năng suất lớn mật độ gieo cấy càng dày và ngược lại, giống lúa chịu thâm canh thấp mật độ gieo cấy thưa hơn Mật độ gieo cấy lúa phụ thuộc vào tuổi mạ: Tuổi mạ càng ngắn (mạ non) khả năng đẻ cao cấy thưa hơn mạ già, tuổi mạ cao. Xác định mật độ gieo cấy lúa hợp lý căn cứ vào độ phì của đất, khả năng thâm canh của hộ nông dân: Đất tốt, khả năng thâm canh cao mật độ gieo cấy thưa hơn loại đất xấu, khả năng thâm canh thấp.

Vụ mùa, thời tiết nắng nóng cây lúa sinh trưởng nhanh, đẻ sớm, đẻ nhiều cấy thưa hơn vụ đông xuân nhiệt độ thấp, cây lúa lâu đẻ, đẻ kém như kinh nghiệm lâu năm của người nông dân chiêm ăn dảnh, mùa ăn bông. Trong vài năm gần đây, các nhà khoa học khuyến cáo người dân gieo cấy theo phương pháp mới, phương pháp SRI cấy mạ non, mật độ thưa, thâm canh cao và tưới nước tiết kiệm: Cụ thể cấy với mật độ 20 - 25khóm/m2; cấy 2 - 3dảnh/khóm vụ xuân, 1 - 2dảnh/khóm vụ mùa, cấy các khóm lúa theo hình răng lược tận dụng tốt ánh sáng mặt trời, với phương pháp này sẽ tiết kiệm chi phí sản xuất. Số bông/khóm cao, bông dài, ruộng thông thoáng và các loài sâu bệnh hại giảm đáng kể(Cục Bảo vệ thực vật, 2013). 8 Nguyễn Thị Trâm (2003)[20], mật độ cấy càng cao thì số bông càng nhiều.

Tuy nhiên cấy quá thưa đối với giống ngắn ngày thì khó đạt được số bông/đơn vị diện tích theo dự tính. Mật độ cấy là số cây, số khóm được trồng cấy trên một đơn vị diện tích (Nguyễn Văn Hoan, 2004)[10]. Với lúa cấy mật độ được tính bằng số khóm/m2, còn với lúa gieo thẳng thì mật độ được tính bằng số hạt mọc/m2. Việc bố trí mật độ hợp lý nhằm phân bố hợp lý đơn vị diện tích lá/đơn vị diện tích đất, tận dụng nguồn năng lượng ánh sáng mặt trời, hạn chế sâu bệnh gây hại tạo ra cấu trúc quần thể.

Nguyễn Văn Hoan (2004)[10], thì tuỳ từng giống để chọn mật độ thích hợp vì cần tính đến khoảng cách đủ rộng để làm hàng lúa thông thoáng, các khóm lúa không chen nhau. Cách bố trí khóm lúa theo hình chữ nhật (hàng sông rộng hơn hàng con) là phù hợp nhất vì như thế mật độ trồng được đảm bảo nhưng lại tạo ra được sự thông thoáng trong quần thể, tăng khả năng quang hợp, chống bệnh tốt và sẽ cho năng suất cao hơn. Kỹ thuật cấy theo hiệu ứng hàng biên Kỹ thuật cấy theo hiệu ứng hàng biên là sáng chế của tập thể tác giả Chu Văn Tiệp và cộng sự Trịnh Thị Thanh , thuộc Hội sinh học, Liên hiệp các hội KH&KT thành phố Hà Nội, được Cục sở hữu trí Tuệ cấp bằng sáng chế số 14514 ngày 16/11/2014. Kỹ thuật cấy theo hiệu ứng hàng biên là một kỹ thuật cấy lúa thưa theo hàng rộng và hàng hẹp với những khoảng cách phù hợp nhằm tận dụng ánh sáng chiếu trực tiếp vào gốc, thân, lá để kích thích lúa phát triển nhanh, đẻ sớm và đẻ nhánh khỏe, do đó làm tăng số cây/khóm và tăng số hạt/bông.

Đây là phương pháp gieo cấy lúa hoàn toàn mới trong lịch sử trồng lúa của thế giới, thân thiện với môi trường sinh thái. Mật độ cấy của kỹ thuật cấy theo hiệu ứng hàng biên: Mật độ cấy phụ thuộc vào khả năng đẻ nhánh của từng giống lúa. Với lúa lai cấy 12,6 9 khóm/m2, lúa thuần 17,5 khóm/m2 áp dụng cho hai vụ cấy trong năm. Cấy lúa theo hàng nên theo hướng Đông- Tây, khoảng cách giữa các khóm trong hàng là 15cm-20cm, khoảng cách giữa hai hàng song hẹp là 17cm-20cm và hàng song lớn là 38cm-40cm.

Khi cấy thì cấy nông tay, cấy 2-3 dảnh đối với lúa có tuổi mạ 15-2- ngày,cấy 1- 2 dảnh đối với mạ 12-14 ngày. Hiệu quả: Cấy theo hiệu ứng hàng biên làm tăng số hạt trên bông 25- 35%, số bông trên khóm tăng 2-3 lần, giảm 50% giống, 40%-50% công làm mạ, giảm lượng thuốc bảo vệ thưc vật 50% và tăng hiệu quả sử sung phân bón 15-20%. Năng suất tăng 25-30% 1. Những nghiên cứu về mật độ cấy 1.

Mật độ cấy ảnh hưởng tới sự sinh trưởng, năng suất lúa Trong sản xuất lúa mật độ cấy là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hình thành số bông, quyết định đến năng suất. Mật độ cấy liên quan chặt chẽ đến quá trình đẻ nhánh và khả năng chống đổ (Nguyễn Đình Giao, 2011)[3]. Theo Nguyễn Văn Hoan (2004) [10] thì tùy từng giống để chọn mật độ thích hợp vì cần tính đến khoảng cách đủ rộng để làm hàng lúa đủ thông thoáng, các khóm lúa không chen nhau. Cách bố trí khóm lúa theo hình chữ nhật (hàng sông rộng hơn hàng con) là phù hợp nhất vì như thế mật độ trồng được đảm bảo nhưng lại tạo ra sự thông thoáng trong quần thể, tăng khả năng quang hợp, chống bệnh tốt và tạo ra hiệu ứng rìa sẽ cho năng suất cao hơn.Theo Trương Đích (1999) [2] thì mật độ cấy còn phụ thuộc vào mùa vụ và giống: vụ xuân hầu hết các giống cải tiến cấy mật độ thích hợp 45-50 khóm/m2 nhưng vụ mùa thì cấy 55-60 khóm/m2.

Theo Namboodiri, 1963 [25]; Carnhan và cs, 1972 [22] thì năng suất là do sự biểu hiện về số lượng bông và số hạt/bông. Có một số người cho rằng dù cấy dày hay cấy thưa thì cũng ít ảnh hưởng đến năng suất, vì tuy mật độ có ảnh hưởng đến số bông/ đơn vị diện 10 tích nhưng nếu số bông nhiều thì số hạt/bông ít và ngược lại, nên cuối cùng số hạt/ đơn vị diện tích cũng không hoặc ít thay đổi.