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.
