Đặt vấn đề Lúa là một trong những cây lương thực có vị trí quan trọng hàng đầu trên thế giới và đặc biệt là ở Việt Nam. Trên thế giới có khoảng 3 tỷ người (70% dân số) sử dụng lúa là lương thực chính. Ở Việt Nam, có hơn 80 triệu người (gần 100% người dân) sử dụng gạo làm thức ăn thường xuyên (Nguyễn Văn Luật, 2011). Đối với người nông dân ở Việt Nam, sản xuất lúa có vai trò rất quan trọng, theo Tổng cục Thống kê (2011), tổng diện tích đất nông nghiệp thời điểm tháng 1 năm 2011 gần 26,21 triệu ha, trong đó đất trồng lúa hơn 4,12 triệu ha, chiếm 15,7% diện tích đất trồng lúa, gần 9,3 triệu hộ có sử dụng đất trồng lúa, chiếm 77,6% tổng số hộ có sử dụng đất sản xuất nông nghiệp.
Đối với phát triển kinh tế của Việt Nam thì lúa là nguồn thu nhập và là mặt hàng xuất khẩu quan trọng. Việt Nam có sản lượng lúa đứng thứ 5 trong 10 nước đứng đầu thế giới với 42,3 triệu tấn và là nước xuất khẩu gạo đứng thứ hai thế giới sau Thái Lan (FAOSTAT, 2013). Trong các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suất lúa thì nước là quan trọng nhất, ca dao Việt Nam có câu “nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống”. Nước là điều kiện để thực hiện các quá trình sinh lý trong cây lúa, vận chuyển dưỡng chất đến các bộ phận khác nhau của cây, đồng thời cũng là môi trường sống, là điều kiện ngoại cảnh không thế thiếu được.
Nước ảnh hưởng đến môi trường đất và ảnh hưởng đến kết cấu, độ chặt của đất, ảnh hưởng đến độ pH, ảnh hưởng đến dinh dưỡng tổng số và dinh dưỡng dễ tiêu trong đất, nước còn ảnh hưởng đến vi sinh vật đất và quá trình chuyển hóa dinh dưỡng do vi sinh vật đất thực hiện. Như vậy nước vai trò cực kì quan trọng đối với đời sống của cây lúa ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suất cây trồng. Lúa yêu cầu nhiều nước hơn các loại cây trồng khác. để tạo ra một đơn vị thân lá, lúa cần 400 - 450 đơn vị nước, để tạo ra một đơn vị hạt lúa cần 300 - 350 đơn vị nước.
Để tạo ra một gam chất khô cây lúa cần 628 gam nước trong khi cây ngô chỉ cần 349 gam nước (Nguyễn Thị Kim Hiệp, n 2 1997). Nhu cầu nước cho 1 vụ lúa/ha là 1. Bình quân mỗi vụ cây lúa cần 800 - 1000 mm, nếu nơi nào có lượng mưa nhỏ hơn phải chủ động tưới tiêu cho lúa. Nhu cầu nước của cây lúa thay đổi tùy thuộc vào giai đoạn sinh trưởng.
Nếu ở giai đoạn đẻ nhánh ẩm độ đất đạt 60 - 80% thì chiều cao cây không kém gì ruộng nước. Giai đoạn làm đòng bị hạn nhiều, hoa ngừng phát dục nên bị thoái hóa. Ở giai đoạn trỗ bông phơi màu bị hạn dẫn đến nghẹn đòng, việc thụ tinh khó khăn lúa dễ bị lép. Thừa nước cũng ảnh hưởng đến năng suất lúa.
Ở giai đoạn đẻ nhánh nếu ngập quá 25% chiều cao cây năng suất sẽ giảm 18 - 25%, ngập 75% giảm tới 30 - 50%, nguyên nhân chính là do giảm tỉ lệ đẻ nhánh và diện tích quang hợp. Ngoài vai trò cung cấp nước cho cây lúa, nước còn làm thay đổi điều kiện tiểu khí hậu trong ruộng (Đặng Quý Nhân, 2008). Do khai thác nguồn nước quá mức và biến đổi khí hậu, trong những năm gần đây, nguồn nước cung cấp cho canh tác lúa đang ngày càng khan hiếm. Ở châu Á, nơi mà cây lúa được trồng trên khoảng 30% diện tích đất chủ động nước và chiếm 50% lượng nước tưới cho cây trồng việc khan hiếm nước càng nghiêm trọng (Misha A.
Ở vùng Trung du và miền núi phía bắc Việt Nam sản xuất lúa có vai trò quan trọng trong đảm bảo an ninh lương thực của vùng. Đây là vùng có lượng mưa hàng năm khá lớn, nhưng phân bố không đồng đều, nơi nguồn nước không chủ động thường năng suất lúa thấp và không ổn định. Trong khi đó do sử dụng nước tưới cho lúa không hợp lý dẫn đến làm cạn kiệt nguồn tài nguyên nước. Vì những lý do này, việc tiết kiệm nguồn nước và tăng cường hệ số sử dụng nước cho lúa là việc làm cần thiết mang tính chiến lược trên quy mô toàn cầu.
Trong những năm gần đây trên thế giới và ở Việt Nam, hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI - System of Rice Intensification) được phát triển cho thấy nhiều tính năng ưu việt như: tiết kiệm nước, tăng năng suất và hiệu quả lại vừa bảo vệ môi trường (Phụ, 2006; Mahender, 2007; Uhoff, 2007; Dũng, 2010). Đây là hệ thống mở, nghĩa là chế độ tước nước phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của vùng và đặc điểm sinh trưởng của mỗi giống lúa. Để có cơ sở khoa học cho việc áp dụng hệ thống thâm canh lúa ở Thái Nguyên, một tỉnh đại diện cho vùng núi phía bắc đối với giống lúa Khang n 3 Dân, giống lúa được gieo trồng phổ biến trong vùng tôi thực hiện nghiên cứu: “Ảnh hưởng của chế độ tưới nước tới sinh trưởng và năng suất của lúa Khang Dân 18”. Mục đích và yêu cầu của đề tài - Mục đích của đề tài: xác định chế độ tưới nước thích hợp cho giống lúa Khang Dân 18.
- Yêu cầu của đề tài: + Đánh giá ảnh hưởng của các chế độ tưới nước tới sinh trưởng của lúa Khang Dân 18. + Đánh giá ảnh hưởng của các chế độ tưới nước tới năng suất của lúa Khang Dân 18. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học: + Giúp sinh viên sau khi ra trường nắm chắc được lý thuyết cũng như làm quen với tay nghề, vận dụng vào trong sản xuất. + Biết cách thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học.
+ Đánh giá được khả năng thích ứng giống lúa Khang Dân 18 trên các chế độ nước khác nhau với điều kiện sinh thái của địa phương. + Xác định được cơ sở khoa học để quyết định chế độ tưới nước cho lúa. + Kết quả nghiên cứu là tiền đề có giá trị cho khoa học nghiên cứu và ứng dụng cho người sản xuất. - Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: + Bước đầu chọn chế độ tưới nước thích hợp cho giống lúa Khang Dân 18 với điều kiện sinh thái tại địa phương và những vùng có điều kiện tương tự.
+ Tiết kiệm được lượng nước tưới từ đó sử dụng tốt nguồn tài nguyên nước để phát triển sản xuất lúa. + Đầu tư chi phí tưới hợp lý hơn và nâng cao hiệu quả cho người sản xuất lúa, tăng thu nhập cho người nông dân. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học để xác định chế độ tưới nước cho lúa 2.
Đặc điểm sinh vật học của cây lúa - Đặc điểm sinh trưởng của rễ lúa Lúa là cây trồng có bộ rễ chùm với số lượng có thể đạt tới 500 - 800 cái, tổng chiều dài rễ ở thời kỳ trỗ bông có thể đạt đến 168 m. Bộ rễ lúa tăng dần về số lượng và chiều dài qua các thời kỳ đẻ nhánh, làm đòng và thường đạt tối đa vào thời kỳ trỗ bông, sau đó lại giảm đi. Thời kỳ đẻ nhánh làm đòng bộ rễ phát triển có hình bầu dục nằm ngang, còn thời kỳ trỗ bông, bộ rễ lúa phát triển xuống sâu có hình quả trứng ngược. Rễ lúa là cơ quan hút chất dinh dưỡng và vận chuyển chất dinh dưỡng để nuôi cây.
Rễ lúa thuộc loại rễ chùm, có cấu tạo sơ cấp, sau khi lúa nảy mầm, rễ mầm xuất hiện, tồn tại 5 - 7 ngày rồi rụng đi. Từ các đốt trên thân mọc ra các rễ phụ, phát triển nhanh tạo thành rễ chùm, ăn nông. Trong thời gian sinh trưởng số lượng và trọng lượng rễ tăng dần từ cấy, đẻ nhánh, làm đòng và đạt cao nhất lúc trỗ bông, và giảm dần đến khi lúa chín. Như vậy cho thấy cây lúa yêu cầu nhiều nước nhất vào thời kỳ làm đòng và trỗ bông.
Giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng rễ lúa ăn nông chủ yếu tập trung ở tầng đất 0 - 10 cm. Khi cây lúa bước sang giai đoạn sinh trưởng sinh thực, rễ lúa phát triển mạnh về số lượng, trọng lượng và có thể ăn sâu xuống tầng đất 30 - 50 cm để hấp thu dinh dưỡng ở tầng đất sâu và giữ cho cây bám chắc vào đất, tránh đổ ngã khi mang đòng và mang hạt nặng. Rễ lúa chịu ảnh hưởng của nhiệt độ (rễ phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 28 - 320C), để điều hòa nhiệt độ cho đất, giúp rễ phát triển tốt cần bón đủ phân hữu cơ và điều tiết nước hợp lý. n 5 Oxy cần cho rễ lúa hô hấp và hấp thu dinh dưỡng, rễ lúa có khả năng điều tiết oxy.
Rễ non, vùng đầu rễ có khả năng điều tiết oxy tốt hơn rễ già và vùng gốc rễ. Vì vậy, trong kỹ thuật canh tác đối với cây lúa khi thấy có hiện tượng nghẹt rễ cần phải tiến hành làm cỏ, sục bùn, tháo cạn nước để tăng oxy, phơi ruộng 3 - 4 ngày, khi thấy có rễ mới xuất hiện thì bổ sung chất dinh dưỡng dễ tiêu cho lúa. Ngoài ra sự hoạt động của rễ lúa còn chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện dinh dưỡng và đất đai. Đất giàu chất hữu cơ, thoáng khí, đủ ẩm, rễ sẽ phát triển tốt.
Đất giàu dinh dưỡng, lượng phân và vị trí bón phân chi phối hướng phát triển của bộ rễ. Dinh dưỡng đầy đủ, bón phân cân đối, bón phân sâu, pH trung tính, đất không có độc tố thì bộ rễ phát triển tốt, hút được nhiều dinh dưỡng (Nguyễn Thị Lẫm và cs, 2003). Như vậy sinh trưởng của rễ lúa phụ thuộc vào chế độ tưới nước, rễ lúa yêu cầu oxy, cho nên chế độ tưới luân phiên cạn nước là tốt nhất. - Đặc điểm đẻ nhánh của lúa Cây lúa có thể đẻ nhánh khi có 4 - 5 lá thật.
Ở ruộng lúa cấy, sau khi bén rễ hồi xanh cây lúa bắt đầu đẻ nhánh. Lúa kết thúc đẻ nhánh vào thời kỳ làm đốt, làm đòng. Từ cây mẹ đẻ ra nhánh con (cấp một), nhánh cấp một đẻ nhánh cấp hai, nhánh cấp hai đẻ nhánh cấp ba. Những nhánh hình thành vào giai đoạn cuối thường là nhánh vô hiệu.
Đẻ nhánh là một đặc điểm sinh vật học của cây lúa, nhánh đẻ biểu hiện quá trình sinh trưởng phát triển của nó. Khả năng đẻ nhánh có liên quan đến vấn đề năng suất, đẻ nhánh khỏe thì số bông/khóm nhiều làm cho số bông trên đơn vị diện tích tăng.