CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY LÚA 1. Vai trò của cây lúa gạo và các đặc trưng sinh thái cơ bản phát triển của cây lúa 1.1 Vai trò của lúa gạo: Trên thế giới, cây lúa được 250 triệu nông dân trồng, là lương thực chính của 1,3 tỉ người nghèo nhất trên thế giới và là sinh kế chủ yếu của nông dân. Là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người, bình quân 180 - 200 kg gạo/ người/ năm tại các nước châu Á , khoảng 10 kg/ người/ năm tại các nước châu Mỹ. Ở Việt Nam, là một trong những nước có nghề truyền thống trồng lúa nước lâu đời nhất thế giới với 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lương thực chính hàng ngày nên Nông nghiệp trồng lúa vừa đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, vừa là cơ sở kinh tế sống còn của đất nước.
Với dân số trên 90 triệu người (số liệu được công bố tại 11.2013) trong đó dân số ở nông thôn chiếm gần 80% và lực lượng lao động trong nghề trồng lúa chiếm 71.5% lực lượng lao động cả nước (số liệu điều tra của Tổng cục thống kê 2011). Điều đó cho thấy lĩnh vực nông nghiệp trồng lúa thu hút đại bộ phận lực lượng lao động cả nước, đóng vai trò rất lớn trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh đó, ưu thế lớn của nghề trồng lúa còn thể hiện rõ ở diện tích canh tác trong tổng diện tích đất nông nghiệp cũng như tổng diện tích trồng cây lương thực. Ngành trồng trọt chiếm 4/5 diện tích đất canh tác trong đó lúa giữ vị trí độc tôn, gần 85% diện tích lương thực.
Như vậy bên cạnh sự thu hút về nguồn lực con người thì sự thu hút nguồn lực đất đai cũng đã khẳng định rõ vị trí của lúa gạo trong nền kinh tế quốc dân. * Sản phẩm chính của cây lúa: Sản phẩm chính của cây lúa là gạo làm lương thực. Từ gạo có thể nấu cơm, chế biến thành các loại món ăn khác như bánh đa nem, phở, bánh đa,bánh chưng, bún, rượu. Ngoài ra còn bánh rán, bánh tét, bánh giò và hàng chục loại thực phẩm khác từ gạo.
Trang 5 * Sản phẩm phụ của cây lúa: - Tấm: sản xuất tinh bột, rượu cồn, Axê tôn, phấn mịn và thuốc chữa bệnh. - Cám : Dùng để sản xuất thức ăn tổng hợp; sản xuất vi ta min B1 để chữa bệnh tê phù, chế tạo sơn cao cấp hoặc làm nguyên liệu xà phòng. - Trấu: sản xuất nấm men làm thức ăn gia súc, vật liệu đóng lót hàng, vật liệu độn cho phân chuồng, hoặc làm chất đốt. - Rơm rạ: được sử dụng cho công nghệ sản suất giầy, các tông xây dựng, đồ gia dụng( thừng, chão, mũ, giầy dép), hoặc làm thức ăn cho gia súc, sản xuất nấm.
Như vậy, ngoài hạt lúa là bộ phận chính làm lương thực, tất cả các bộ phận khác của cây lúa đều được con người sử dụng phục vụ cho nhu cầu cần thiết, thậm chí bộ phận rễ lúa còn nằm trong đất sau khi thu hoạch cũng được cày bừa vùi lấp làm cho đất tơi xốp, được vi sinh vật phân giải thành nguồn dinh dưỡng bổ sung cho cây trồng vụ sau.2 Các đặc trưng cơ bản của cây lúa a. Đặc tính sinh lý: Lúa nói chung là một loại cây ngắn ngày, có nghĩa là một dạng thực vật cảm ứng ra hoa trong điều kiện quang kỳ (độ dài chiếu sáng trong ngày) ngắn. Theo tác giả Nguyễn Ngọc Đệ (2008), nếu xét về đặc tính sinh lý: tính cảm quan, dựa vào mức độ cảm ứng đối với quang kỳ của từng giống lúa mà người ta phân biệt thành hai nhóm lúa chính là nhóm cảm quang và nhóm không cảm quang. Nhóm lúa cảm quang: là nhóm giống lúa có cảm ứng với quang kỳ, chỉ ra hoa trong điều kiện ánh sáng ngày ngắn thích hợp, nên gọi là lúa mùa, tức lúa chỉ trổ và chín theo mùa.
Phần lớn các giống lúa cổ truyền của ta đều là giống lúa quang cảm. Đặc tính cảm quang rất hữu ích trong công tác chọn giống lúa thích nghi với chế độ nước ở một khu vực sản xuất cụthể. Vùng đất cao, ven biển canh tác nhờ nước mưa, các giống lúa mùa sớm và lỡ tỏra rất thích hợp vì chúng trổ và chín khi dứt mưa và nước ngọt đã cạn. Mặn có thể xâm nhập làm thiệt hại các ruộng lúa nếu sử dụng các giống lúa muộn.
Ngược lại, ở những vùng trũng, nước ngập sâu và rút muộn khi mùa mưa chấm dứt, các giống lúa mùa muộn mới thích hợp. Các giống lúa mùa sớm trồng Trang 6 trong những vùng nầy sẽ trổ bông khi mực nước trên ruộng còn cao và cho thu hoạch khi ruộng còn nhiều nước gây thất thoát rất lớn. Nhóm lúa không cảm quang: là những giống lúa mới được lai tạo phục vụ cho việc thâm canh tăng vụ có thời gian sinh trưởng hầu như không thay đổi trong các thời vụ khác nhau nên có thể trồng được nhiều vụ 1 năm và có thể trồng bất cứ lúc nào trong năm, miễn bảo đảm đủ lượng nước tưới và yêu cầu dinh dưỡng. Môi trường canh tác Dựa vào điều kiện môi trường canh tác, đặc biệt là nước có thường xuyên ngập ruộng hay không, người ta phân biệt nhóm lúa rẫy (upland rice) hoặc lúa nước (lowland rice).
Tùy theo đặc tính thích nghi với môi trường, người ta có lúa chịu phèn, lúa chịu úng, lúa chịu hạn, lúa chịu mặn… Tuỳ theo chế độ nhiệt khác nhau, người ta cũng phân biệt lúa chịu lạnh hay lúa chịu nhiệt.3 Các giai đoạn sinh trưởng cây lúa Đời sống cây lúa bắt đầu từ lúc hạt nẩy mầm cho đến khi lúa chín. Có thể chia làm 3 giai đoạn chính: giai đoạn tăng trưởng (sinh trưởng dinh dưỡng), giai đoạn sinh sản (sinh dục) và giai đoạn chín. Giai đoạn tăng trưởng: Giai đoạn tăng trưởng bắt đầu từ khi hạt nẩy mầm (khoảng 10 ngày) đến khi cây lúa bắt đầu phân hóa đòng. Giai đoạn này, cây phát triển về thân lá, chiều cao tăng dần và ra nhiều chồi.
Thời gian sinh trưởng của các giống lúa kéo dài hay ngắn khác nhau chủ yếu là do giai đoạn tăng trưởng này dài hay ngắn. Thường các giống lúa rất ngắn ngày và ngắn ngày có giai đoạn tăng trưởng ngắn. Các giống lúa không cảm quang từ 25 đến 50 ngày (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Giai đoạn sinh sản Giai đoạn sinh sản bắt đầu từ lúc phân hóa đòng đến khi lúa trổ bông.
Giai đoạn này kéo dài khoảng 27 – 35 ngày, trung bình 30 ngày và giống lúa dài ngày hay ngắn ngày thường không khác nhau nhiều. Trong suốt thời gian này, nếu đầy đủ dinh dưỡng, mực nước thích hợp, ánh sáng nhiều, không sâu bệnh và thời tiết thuận lợi thì Trang 7 bông lúa sẽ hình thành nhiều hơn và vỏ trấu sẽ đạt được kích thước lớn nhất của giống, tạo điều kiện gia tăng trọng lượng hạt sau này (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008) c. Giai đoạn chín: Giai đoạn chín bắt đầu từ lúc trổ bông đến lúc thu hoạch. Giai đoạn này trung bình khoảng 30 ngày đối với hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt đới.
Tuy nhiên, nếu đất ruộng có nhiều nước, thiếu lân, thừa đạm, trời mưa ẩm, ít nắng trong thời gian nầy thì giai đoạn chín sẽ kéo dài hơn và ngược lại (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Như vậy, tổng thời gian tính từ khi hạt nảy mầm cho đến khi hạt lúa chín là từ khoảng 90 đến 120 ngày (giống không cảm quang) và 5-6 tháng (giống cảm quang).4 Thời vụ canh tác Dựa vào các đặc trưng của cây lúa nên có thể chia thời vụ canh tác lúa ở các vụ như sau: Vụ hè thu: bắt đầu từ cuối tháng 4 và thu hoạch vào cuối tháng 9 (tháng 8 âm lịch) Thời gian này điều kiện thời tiết có đặc điểm quang kỳ dài, số giờ nắng ngắn do mây mù và mưa, cường độ ánh sáng ít hơn. Mưa nhiều, độ ẩm cao vào giữa và cuối vụ tạo điều kiện sâu bệnh phát triển. Vụ đông xuân: bắt đầu từ cuối tháng 10 và thu hoạch vào tháng 4( tháng 3 âm lịch ).
Áp dụng ở những vùng chủ động nguồn nước tưới, vùng đê bao khép kín nhất là lúc cuối vụ. Ít mây mù, điều kiện ánh sáng đầy đủ, độ ẩm tương đối thấp, trời nóng khô. Vụ mùa: bắt đầu từ cuối tháng 5 và thu hoạch vào tháng 11. Vụ mùa là vụ lúa truyền thống có tập quán từ lâu đời thường dành cho các giống lúa địa phương chịu ảnh hưởng của quang, có đặc điểm: Lúa mùa sớm, Lúa trung mùa, Lúa mùa muộn.
Vụ thu đông: Cây trồng sinh trưởng trong suốt một thời gian mưa nhiều, mây mù, cường độ ánh sáng giảm, độ ẩm cao nên sâu bệnh nhiều, năng suất thấp. Chủ yếu áp dụng ở những vùng mưa muộn hoặc nước sông bị nhiễm mặn. Ảnh hưởng của điều kiện khí tượng thủy văn đến với năng suất cây lúa Hầu như mỗi một yếu tố cấu thành năng suất lúa đều liên quan đến một giai đoạn phát triển cụ thể của cây lúa. Điều này có nghĩa mỗi giai đoạn sinh trưởng, phát triển đều liên quan và tạo nên năng suất hạt lúa sau này.
Trong mỗi giai đoạn đó ảnh hưởng của điều kiện khí tượng thủy văn là rất quan trọng, có thể ghi nhận vai trò của nó thông qua các mối liên hệ cụ thể sau đây. Nước và đời sống cây lúa: Cây lúa sống trong ruộng nước là cây cần và ưa nước điển hình nên từ “lúa nước” bao giờ cũng gắn liền với cây lúa. Đối với cây lúa từ lâu đã có câu ca dao “ Nhất nước, nhì phân”. Điều đó nói lên nhu cầu nước của cây lúa rất lớn.
Ở nước ta đại bộ phận ruộng lúa đều tưới ngập nước, tuy nhiên cũng có những giống lúa có khả năng chịu hạn (lúa cạn, lúa nương.) sinh trưởng hoàn toàn phụ thuộc vào nước trời, nhưng năng suất không cao bằng lúa nước. Ngược lại cũng có những giống lúa chịu được nước sâu.Ví dụ: ở vùng Ðồng Tháp Mười những giống lúa cổ truyền có thể chịu ngập sâu đến 3 mét. Nước chính là một trong những nguồn vật liệu thô để chế tạo thức ăn, vận chuyển thức ăn lên xuống trong cây, đến những bộ phận khác nhau của cây lúa. Bên cạnh đó lượng nước trong cây lúa và nước ruộng lúa là yếu tố điều hòa nhiệt độ cho cây lúa cũng như quần thể, không gian ruộng lúa.
Nước cũng góp phần làm cứng thân và lá lúa, nếu thiếu nước thân lá lúa sẽ khô, lá lúa bị cuộn lại và rủ xuống, còn nếu cây lúa đẩy đủ nước thì thân lá lúa sẽ đứng, bản lá mở rộng.