Tổng quan nghiên cứu

Sản xuất lúa gạo là một trong những ngành nông nghiệp trọng điểm trên thế giới và Việt Nam, đóng vai trò quan trọng trong an ninh lương thực và phát triển kinh tế. Theo báo cáo của FAO (2022), sản lượng lúa gạo toàn cầu năm 2020 đạt khoảng 1,2 tỷ tấn, trong đó châu Á chiếm tới 89% sản lượng. Tại Việt Nam, năm 2021 sản lượng lúa đạt 43,85 triệu tấn với năng suất trung bình 6,06 tấn/ha, tuy nhiên diện tích gieo trồng có xu hướng giảm do chuyển đổi cơ cấu cây trồng và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Tỉnh Kiên Giang, một trong những vùng trọng điểm sản xuất lúa của Đồng bằng sông Cửu Long, cũng ghi nhận sự biến động về diện tích và năng suất trong những năm gần đây.

Trong bối cảnh đó, việc nâng cao năng suất và khả năng chống chịu của cây lúa trở thành mục tiêu cấp thiết. Silic (Si) được xem là một nguyên tố vi lượng quan trọng giúp cây lúa tăng cường sức đề kháng với sâu bệnh, hạn chế đổ ngã và cải thiện năng suất. Tuy nhiên, đất trồng tại các vùng nhiệt đới như Kiên Giang thường nghèo silic do quá trình rửa trôi, dẫn đến nhu cầu bổ sung silic qua phân bón. Đề tài “Ảnh hưởng của liều lượng kali silicat đến năng suất lúa tại xã Hòa An, huyện Giồng Riềng, tỉnh Kiên Giang” được thực hiện nhằm xác định liều lượng phun kali silicat qua lá thích hợp cho giống lúa OM18, giúp cây sinh trưởng tốt và đạt năng suất cao trong vụ mùa năm 2023.

Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2023 tại xã Hòa An, huyện Giồng Riềng, với mục tiêu cụ thể là đánh giá ảnh hưởng của các liều lượng kali silicat (1, 2, 3, 4 L/ha/vụ) so với đối chứng không phun. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hoàn thiện quy trình bón phân silic, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất lúa tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long, đồng thời hỗ trợ phát triển bền vững ngành nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu và đất đai ngày càng suy thoái.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về vai trò của silic trong cây lúa, bao gồm:

  • Lý thuyết về dinh dưỡng silic trong cây trồng: Silic không phải là nguyên tố thiết yếu nhưng mang lại nhiều lợi ích cho cây lúa như tăng cường khả năng chống chịu sâu bệnh, hạn chế đổ ngã và cải thiện hấp thu các chất dinh dưỡng khác (Epstein, 1999; Yoshida, 1975).

  • Mô hình tích lũy silic trong cây lúa: Silic được hấp thu dưới dạng axit monosilicic và tích lũy chủ yếu ở lớp biểu bì lá, thân, tạo thành lớp bảo vệ cơ học giúp cây cứng cáp và tăng khả năng quang hợp (Ma và Yamaji, 2006).

  • Khái niệm về khả năng chống chịu sinh học và phi sinh học của cây lúa: Silic giúp cây lúa tăng sức đề kháng với bệnh đạo ôn lá, sâu cuốn lá, đồng thời giảm tác động của các yếu tố bất lợi như nhiễm mặn, hạn hán (Datnoff và Rodrigues, 2005).

  • Mô hình ảnh hưởng của phân bón silic đến năng suất lúa: Việc bổ sung silic qua phân bón kali silicat có thể làm tăng năng suất từ 10% đến hơn 30% tùy điều kiện đất đai và giống lúa (Nguyễn Đức Thuận và cộng sự, 2009).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành theo phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố, bố trí theo kiểu khối đầy đủ ngẫu nhiên với năm nghiệm thức và ba lần lặp lại. Các nghiệm thức gồm:

  • Đối chứng (không phun kali silicat)
  • Phun kali silicat qua lá với liều lượng 1, 2, 3, 4 L/ha/vụ

Thí nghiệm được thực hiện trên diện tích 300 m² tại xã Hòa An, huyện Giồng Riềng, tỉnh Kiên Giang từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2023. Giống lúa sử dụng là OM18, thời gian sinh trưởng khoảng 95-105 ngày, phù hợp với điều kiện sinh thái vùng.

Nguồn dữ liệu thu thập bao gồm các chỉ tiêu sinh trưởng (chiều cao cây, số nhánh, thời gian sinh trưởng), khả năng chống chịu (cấp độ đổ ngã, tỷ lệ sâu bệnh), các yếu tố cấu thành năng suất (số bông hữu hiệu, số hạt/bông, khối lượng 1.000 hạt) và năng suất thực thu. Hàm lượng silic tích lũy trong thân lúa cũng được phân tích theo tiêu chuẩn TCVN 9588:2013.

Phân tích số liệu sử dụng phần mềm SAS 9.22 với phương pháp ANOVA và kiểm định LSD ở mức ý nghĩa 5% (P < 0,05). Các điều kiện thí nghiệm như đất đai, thời tiết, quy trình canh tác được kiểm soát đồng nhất nhằm đảm bảo tính khách quan và độ tin cậy của kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của kali silicat đến năng suất lúa: Các nghiệm thức phun kali silicat đều làm tăng năng suất thực thu so với đối chứng, với mức tăng từ 0,30 đến 0,77 tấn/ha. Liều lượng 2 L/ha/vụ cho năng suất cao nhất đạt 5,85 tấn/ha, tăng 15,16% so với đối chứng (5,08 tấn/ha).

  2. Khả năng chống đổ ngã và giảm sâu bệnh: Phun kali silicat làm giảm đáng kể tỷ lệ đổ ngã, với nghiệm thức 2 L/ha/vụ và các liều cao hơn không ghi nhận hiện tượng đổ ngã, trong khi đối chứng có cấp độ đổ ngã là 7 (đổ nhiều). Tỷ lệ bệnh đạo ôn lá và sâu cuốn lá cũng giảm rõ rệt ở các nghiệm thức phun kali silicat, đặc biệt ở liều 2 L/ha/vụ.

  3. Tăng tích lũy silic trong thân lúa: Hàm lượng silic tích lũy trong thân lúa tăng từ 0,47% ở đối chứng lên đến 0,80% ở nghiệm thức 4 L/ha/vụ, chứng tỏ cây hấp thu silic hiệu quả khi được phun kali silicat.

  4. Ảnh hưởng đến các chỉ tiêu sinh trưởng và cấu thành năng suất: Kali silicat không ảnh hưởng đáng kể đến thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và số nhánh. Tuy nhiên, số hạt chắc/bông và khối lượng 1.000 hạt tăng có ý nghĩa thống kê, với nghiệm thức 2 L/ha/vụ đạt 76,93 hạt chắc/bông và 26,97 g/1.000 hạt, cao hơn đối chứng lần lượt 11,5 hạt và 2,37 g.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy silic đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường sức đề kháng và năng suất cây lúa (Datnoff và Rodrigues, 2005; Nguyễn Đức Thuận và cộng sự, 2009). Việc phun kali silicat qua lá giúp cây lúa hấp thu silic nhanh chóng, tích lũy ở các mô biểu bì, tạo thành lớp bảo vệ cơ học chống lại sâu bệnh và đổ ngã.

Sự gia tăng năng suất chủ yếu nhờ cải thiện số hạt chắc và khối lượng hạt, đồng thời giảm thiệt hại do sâu bệnh và đổ ngã. Mức tăng năng suất 15,16% ở liều 2 L/ha/vụ là đáng kể, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho người nông dân. Các chỉ tiêu sinh trưởng không bị ảnh hưởng tiêu cực, cho thấy kali silicat không gây stress cho cây.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột so sánh năng suất và tỷ lệ sâu bệnh giữa các nghiệm thức, cũng như bảng phân tích hàm lượng silic tích lũy trong thân lúa để minh họa rõ ràng sự khác biệt.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng liều lượng kali silicat 2 L/ha/vụ phun qua lá vào các giai đoạn sinh trưởng 20 và 50 ngày sau sạ nhằm tối ưu năng suất và khả năng chống chịu sâu bệnh. Thời gian thực hiện trong vụ mùa, chủ thể thực hiện là nông dân và các tổ chức khuyến nông.

  2. Mở rộng khảo nghiệm trên nhiều giống lúa và loại đất khác nhau tại các vùng sinh thái khác nhau của Đồng bằng sông Cửu Long để đánh giá toàn diện hiệu quả của kali silicat, thời gian khảo nghiệm từ 1-2 năm.

  3. Tăng cường đào tạo, tập huấn kỹ thuật sử dụng phân kali silicat cho cán bộ khuyến nông và nông dân nhằm nâng cao nhận thức và áp dụng đúng kỹ thuật, đảm bảo hiệu quả và an toàn.

  4. Kết hợp sử dụng kali silicat với các biện pháp quản lý sâu bệnh tổng hợp (IPM) để giảm thiểu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân trồng lúa tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long: Nắm bắt kỹ thuật sử dụng kali silicat để tăng năng suất và giảm thiệt hại do sâu bệnh, nâng cao thu nhập.

  2. Cán bộ khuyến nông và kỹ thuật viên nông nghiệp: Áp dụng kết quả nghiên cứu để tư vấn, hướng dẫn nông dân sử dụng phân bón silic hiệu quả.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học cây trồng, nông học: Tham khảo phương pháp nghiên cứu và kết quả để phát triển các đề tài liên quan về dinh dưỡng cây trồng và quản lý sâu bệnh.

  4. Doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh phân bón: Căn cứ vào kết quả để phát triển sản phẩm kali silicat phù hợp với điều kiện canh tác tại Việt Nam, mở rộng thị trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Phun kali silicat qua lá có ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng của cây lúa không?
    Nghiên cứu cho thấy phun kali silicat không làm thay đổi đáng kể thời gian sinh trưởng của giống lúa OM18, thời gian sinh trưởng chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính giống và điều kiện thời tiết.

  2. Liều lượng kali silicat nào là tối ưu để tăng năng suất lúa?
    Liều lượng 2 L/ha/vụ được xác định là hiệu quả nhất, tăng năng suất thực thu lên đến 5,85 tấn/ha, cao hơn 15,16% so với đối chứng không phun.

  3. Kali silicat giúp cây lúa chống lại sâu bệnh như thế nào?
    Kali silicat tăng tích lũy silic trong thân và lá, tạo lớp bảo vệ cơ học, giảm tỷ lệ nhiễm bệnh đạo ôn lá và sâu cuốn lá, từ đó giảm thiệt hại và tăng sức đề kháng.

  4. Có cần kết hợp kali silicat với các loại phân bón khác không?
    Có, kali silicat nên được sử dụng kết hợp với phân bón đa lượng như ure, DAP, KCl để đảm bảo dinh dưỡng cân đối, giúp cây lúa phát triển toàn diện.

  5. Phun kali silicat có ảnh hưởng đến chiều cao và số nhánh của cây lúa không?
    Kết quả nghiên cứu cho thấy kali silicat không ảnh hưởng đáng kể đến chiều cao và số nhánh, tuy nhiên giúp cây cứng cáp hơn, giảm đổ ngã.

Kết luận

  • Kali silicat phun qua lá với liều lượng từ 1 đến 4 L/ha/vụ đều làm tăng năng suất lúa so với đối chứng, trong đó 2 L/ha/vụ là liều lượng tối ưu với năng suất đạt 5,85 tấn/ha, tăng 0,77 tấn/ha (15,16%).
  • Phân kali silicat giúp tăng khả năng chống đổ ngã, giảm tỷ lệ bệnh đạo ôn lá và sâu cuốn lá, góp phần nâng cao sức khỏe cây lúa.
  • Hàm lượng silic tích lũy trong thân lúa tăng rõ rệt khi phun kali silicat, tạo lớp bảo vệ cơ học cho cây.
  • Các chỉ tiêu sinh trưởng như chiều cao, số nhánh không bị ảnh hưởng tiêu cực, trong khi số hạt chắc và khối lượng 1.000 hạt được cải thiện.
  • Đề xuất áp dụng phun kali silicat 2 L/ha/vụ tại các giai đoạn 20 và 50 ngày sau sạ, đồng thời mở rộng nghiên cứu trên nhiều giống và vùng đất khác nhau để hoàn thiện quy trình bón phân silic.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các đơn vị khuyến nông, doanh nghiệp phân bón và nông dân áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả sản xuất lúa, đồng thời tiếp tục khảo nghiệm mở rộng nhằm phát triển bền vững ngành lúa gạo Việt Nam.