Tổng quan nghiên cứu

Trong giai đoạn từ năm 2005 đến năm 2010, diện tích gieo cấy lúa tại tỉnh Phú Thọ duy trì mức bình quân 70,2 ngàn ha mỗi năm, với năng suất bình quân toàn tỉnh năm 2010 đạt 51,2 tạ/ha và tổng sản lượng lương thực đạt 352,3 ngàn tấn thóc. Địa bàn tỉnh mang đặc thù địa hình phân hóa phức tạp với vùng đồi núi chiếm 79% diện tích tự nhiên, vùng trung du chiếm 14,3% và vùng đồng bằng chỉ chiếm 7,6%. Đất trồng lúa chiếm khoảng 35% diện tích đất nông nghiệp, đóng vai trò nền tảng bảo đảm an ninh lương thực và chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông thôn.

Mặc dù tỷ lệ gieo cấy lúa lai tại Phú Thọ đã có bước tăng trưởng vượt bậc từ 27,3% năm 2006 lên 46,3% năm 2010, tập quán thâm canh của nông hộ vẫn bộc lộ nhiều điểm nghẽn kỹ thuật. Tình trạng cấy quá dày với mật độ 4 đến 5 dảnh cho mỗi khóm còn rất phổ biến, gây lãng phí nguồn hạt giống đắt tiền và làm tăng độ ẩm tán lá, khiến sâu bệnh phát sinh nghiêm trọng. Ngược lại, việc áp dụng máy móc phương pháp cấy 1 dảnh cho các giống lúa có thời gian sinh trưởng ngắn lại khiến cây không kịp đẻ nhánh bù đắp, dẫn đến thiếu hụt số bông hữu hiệu trên đơn vị diện tích.

Trước thực tế đó, luận văn hướng đến mục tiêu xác định số lượng dảnh cấy tối ưu từ 1 đến 4 dảnh cho mỗi khóm, đánh giá toàn diện các chỉ tiêu nông sinh học, khả năng chống chịu sâu bệnh và hiệu quả kinh tế của các giống lúa lai mới như Việt lai 24, Việt lai 50 và TH7-2. Nghiên cứu được triển khai trong vụ Xuân năm 2011 tại hai tiểu vùng sinh thái đại diện là xã Minh Phương thuộc thành phố Việt Trì (vùng đồng bằng) và xã Chí Đám thuộc huyện Đoan Hùng (vùng trung du). Kết quả đề tài mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi giúp tiết kiệm 20% đến 40% chi phí hạt giống lai, nâng cao năng suất thực thu đạt trên 68,0 đến 72,5 tạ/ha và gia tăng thu nhập cho người trồng lúa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết cấu thành năng suất lúa hạt của Yoshida và Nguyễn Văn Hoan, biểu diễn qua phương trình toán học cân bằng giữa các yếu tố: Năng suất hạt bằng tích số của số bông trên một mét vuông, số hạt trên một bông, khối lượng một nghìn hạt và tỷ lệ hạt chắc. Đồng thời, đề tài vận dụng lý thuyết số bông tối ưu của quần thể ruộng lúa và mô hình tương tác kiểu gen, môi trường cùng biện pháp quản lý kỹ thuật canh tác (G x M x E) để giải quyết bài toán tối đa hóa năng suất sinh học và năng suất kinh tế.

Các khái niệm khoa học cốt lõi được áp dụng xuyên suốt bao gồm: Chỉ số diện tích lá (LAI) tối ưu trong khoảng 5,0 đến 6,0 nhằm hấp thụ bức xạ mặt trời tối đa trước khi trỗ bông; Tốc độ tích lũy chất khô (CGR) ở từng thời kỳ sinh trưởng then chốt; Khả năng phân hóa nhánh hữu hiệu; và Khái niệm quần thể ruộng lúa khỏe (Healthy rice canopy) do Zhong đề xuất, nhấn mạnh việc tạo lập độ thông thoáng tán lá để ức chế nấm bệnh và sâu hại tự nhiên.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn số liệu thực nghiệm được thu thập trực tiếp từ hệ thống thí nghiệm đồng ruộng chính quy trong vụ Xuân 2011 tại thành phố Việt Trì và huyện Đoan Hùng. Thí nghiệm được thiết kế theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) gồm 2 nhân tố với 3 lần nhắc lại. Nhân tố thứ nhất là 3 giống lúa lai mới có triển vọng cao: Việt lai 24, Việt lai 50 và TH7-2. Nhân tố thứ hai là 4 công thức số dảnh cấy: M1 (cấy 1 dảnh/khóm), M2 (cấy 2 dảnh/khóm), M3 (cấy 3 dảnh/khóm) và M4 (cấy 4 dảnh/khóm) trên nền mật độ cố định khoảng 30 đến 33 khóm trên một mét vuông.

Quy mô mẫu theo dõi bao gồm 30 khóm lúa trên mỗi ô thí nghiệm, được chọn mẫu ngẫu nhiên theo phương pháp đường chéo góc nhằm bảo đảm tính đại diện cao và loại bỏ sai số vi địa hình rìa luống. Phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) cùng kiểm định sai khác trung bình nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức xác suất 95% (LSD 0,05) và hệ số biến động (CV%) được lựa chọn làm công cụ tính toán chủ đạo. Phương pháp này giúp phân tách rành mạch tác động thực của từng mức số dảnh cấy và tương tác giống với mật độ, tách biệt hoàn toàn khỏi các yếu tố gây nhiễu ngẫu nhiên của khí tượng nông nghiệp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, số lượng dảnh cấy có ảnh hưởng rõ rệt đến thời gian sinh trưởng và động thái đẻ nhánh của các giống lúa lai. Công thức cấy 1 dảnh/khóm có thời gian sinh trưởng kéo dài hơn từ 3 đến 5 ngày so với công thức cấy 3 và 4 dảnh/khóm do cây phải mất thêm thời gian tích lũy dảnh cơ bản trước khi chuyển giai đoạn làm đòng.

Thứ hai, chỉ số diện tích lá (LAI) trước trỗ đạt mức tối ưu nhất ở công thức cấy 2 đến 3 dảnh/khóm, dao động từ 5,2 đến 5,8. Mức diện tích lá này giúp gia tăng hiệu suất quang hợp thuần thêm 12% đến 18% so với công thức cấy 1 dảnh, đồng thời tránh hiện tượng tự che khuất ánh sáng như ở công thức cấy 4 dảnh.

Thứ ba, cơ cấu các yếu tố năng suất ghi nhận số bông hữu hiệu đạt từ 280 đến 325 bông trên một mét vuông ở công thức cấy 2 dảnh/khóm. Đi cùng với đó là số hạt chắc trên bông đạt từ 165 đến 195 hạt, tỷ lệ lép duy trì ở mức thấp từ 9,5% đến 12,3%. Ngược lại, công thức cấy 4 dảnh/khóm làm tăng tỷ lệ hạt lép lên mức 16,8% đến 18,2%.

Thứ tư, năng suất thực thu đạt đỉnh cao nhất ở công thức cấy 2 dảnh/khóm đối với giống lúa Việt lai 24, đạt 72,5 tạ/ha tại địa bàn Việt Trì và 68,4 tạ/ha tại Đoan Hùng. Mức năng suất này cao hơn từ 8,5% đến 14,2% so với công thức cấy 1 dảnh và vượt trội 6,1% so với công thức cấy 4 dảnh truyền thống.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi giúp công thức cấy 2 dảnh/khóm đạt năng suất cao nhất là nhờ sự dung hòa tối ưu giữa số lượng bông trên đơn vị diện tích và kích thước từng bông lúa. Khối lượng 1000 hạt của các giống lai duy trì ổn định ở mức 24,8 đến 25,6 gam. Khi cấy quá dày ở mức 4 dảnh/khóm, ruộng lúa nhanh chóng bị lợp tán, chỉ số LAI vượt qua ngưỡng 6,5 khiến các tầng lá phía dưới bị thối gốc, tỷ lệ nhánh vô hiệu tăng vọt và tỷ lệ nhiễm sâu cuốn lá nhỏ tăng cao hơn từ 15% đến 20%.

Các dữ liệu thực nghiệm trong nghiên cứu có thể được trực quan hóa rất rõ ràng thông qua biểu đồ hình cột so sánh năng suất thực thu giữa 4 mức dảnh cấy và đồ thị đường biểu diễn tốc độ đẻ nhánh theo từng chu kỳ 7 ngày sau cấy. Dựa trên bảng tính toán chi phí và doanh thu, công thức cấy 2 dảnh/khóm giúp cắt giảm 50% chi phí mua giống lúa lai ban đầu so với tập quán cấy 4 dảnh, mang lại mức tăng lợi nhuận thuần từ 4,2 đến 6,8 triệu đồng trên mỗi hecta trong vụ Xuân 2011.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuẩn hóa quy trình thâm canh lúa lai bằng cách ban hành hướng dẫn áp dụng thống nhất mật độ cấy 2 dảnh cho mỗi khóm đối với giống Việt lai 24 và Việt lai 50 tại cả hai vùng đồng bằng và trung du Phú Thọ, hướng đến mục tiêu duy trì năng suất từ 68,0 đến 72,0 tạ/ha trong giai đoạn 2012 đến 2015, do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Phú Thọ chủ trì.

Thứ hai, mở rộng diện tích gieo cấy các giống lúa lai mới có năng suất cao nhằm đạt tỷ lệ bao phủ từ 50% đến 55% tổng diện tích lúa toàn tỉnh trong lộ trình 3 năm tới, ưu tiên tập trung cho trà lúa xuân muộn đạt tỷ lệ 85% do Trung tâm Khuyến nông Phú Thọ và Phòng Nông nghiệp các huyện trực tiếp triển khai.

Thứ ba, hoàn thiện gói kỹ thuật bón phân cân đối kết hợp với mật độ cấy thưa hợp lý, cụ thể là bón từ 100 đến 120 kg Đạm nguyên chất/ha, bón lót sâu toàn bộ phân Lân và bổ sung 20% lượng phân Kali sau khi lúa trỗ bông nhằm giảm tỷ lệ hạt lép xuống dưới 10%, do Chi cục Bảo vệ Thực vật phối hợp cùng các Hợp tác xã nông nghiệp thực hiện từ vụ Xuân 2012.

Thứ tư, xây dựng từ 15 đến 20 mô hình trình diễn kỹ thuật mạ non cấy thưa 2 dảnh với quy mô tối thiểu 5 ha cho mỗi mô hình tại các huyện trọng điểm như Lâm Thao, Đoan Hùng và thành phố Việt Trì trong giai đoạn 2012 đến 2014, do các Trạm Khuyến nông cơ sở chịu trách nhiệm tổ chức tập huấn đầu bờ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm 1: Cán bộ khuyến nông và chuyên viên kỹ thuật ngành nông nghiệp tại các địa phương trung du miền núi phía Bắc. Nhóm này sẽ tiếp nhận được những căn cứ khoa học chính xác về mật độ dảnh cấy để chuyển giao kỹ thuật gieo cấy lúa lai cho từng tiểu vùng đất đai cụ thể.

Nhóm 2: Giảng viên, sinh viên và học viên cao học chuyên ngành Khoa học Cây trồng, Nông học. Nghiên cứu cung cấp tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng hai nhân tố theo khối ngẫu nhiên (RCBD), kỹ năng xử lý số liệu nông học và phân tích cơ chế hình thành năng suất lúa.

Nhóm 3: Các doanh nghiệp sản xuất, khảo nghiệm và cung ứng hạt giống lúa lai. Doanh nghiệp có thể sử dụng các kết quả này để hoàn thiện tài liệu hướng dẫn kỹ thuật canh tác đi kèm bao bì sản phẩm của các giống Việt lai 24 hay Việt lai 50, giúp bà con nông dân phát huy tối đa tiềm năng di truyền của giống.

Nhóm 4: Ban quản trị các hợp tác xã nông nghiệp và bà con nông dân sản xuất quy mô lớn. Đối tượng này có thể áp dụng trực tiếp định mức cấy 2 dảnh/khóm và quy trình bón phân khép kín nhằm tiết kiệm từ 15 đến 20 kg hạt giống/ha, đồng thời nâng cao lợi nhuận thực tế từ 5 đến 7 triệu đồng trên mỗi hecta canh tác.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Vì sao không nên cấy 1 dảnh/khóm đối với các giống lúa lai có thời gian sinh trưởng ngắn? Trả lời 1: Khi cấy 1 dảnh/khóm, các giống lúa lai ngắn ngày không kịp tích lũy đủ số dảnh cơ bản trước khi bước vào giai đoạn phân hóa đòng, nhất là khi gặp các đợt rét muộn. Điều này làm mật độ bông chỉ đạt dưới 240 bông/m2, khiến năng suất thực thu bị sụt giảm từ 8% đến 12% so với cấy 2 dảnh/khóm.

Câu hỏi 2: Tập quán cấy 4 dảnh/khóm gây ra những tác hại cụ thể nào đối với đồng ruộng? Trả lời 2: Cấy 4 dảnh/khóm đẩy mật độ chồi ban đầu lên quá cao, khiến chỉ số diện tích lá (LAI) vượt ngưỡng 6,5 gây cản trở quang hợp tầng dưới. Ruộng lúa bị rậm rạp làm tỷ lệ dảnh vô hiệu tăng lên 35%, tỷ lệ hạt lép vượt trên 16% và làm bùng phát dịch bệnh đạo ôn cùng rầy nâu.

Câu hỏi 3: Đâu là nguyên nhân tạo ra sự chênh lệch năng suất của giống Việt lai 24 giữa Việt Trì và Đoan Hùng? Trả lời 3: Tại vùng đồng bằng thành phố Việt Trì, đất phù sa màu mỡ và hệ thống tưới tiêu chủ động giúp giống Việt lai 24 đạt 72,5 tạ/ha. Ngược lại, tại vùng trung du huyện Đoan Hùng, độ phì đất thấp hơn và tiểu khí hậu biến động mạnh khiến năng suất đạt 68,4 tạ/ha, chênh lệch khoảng 4,1 tạ/ha.

Câu hỏi 4: Cần điều chỉnh chế độ dinh dưỡng khoáng như thế nào khi áp dụng mật độ cấy 2 dảnh/khóm? Trả lời 4: Quần thể lúa cấy 2 dảnh đẻ nhánh khỏe và có nhu cầu hút dinh dưỡng rất mạnh, hấp thụ tới 70% tổng lượng Đạm, Lân và Kali trong giai đoạn đẻ nhánh đến phân hóa đòng. Nông dân cần bón lót sâu 100% phân lân, thúc đẻ nhánh sớm và bổ sung 20% lượng kali sau trỗ để hạt mẩy chắc.

Câu hỏi 5: Việc giảm số dảnh cấy từ 4 dảnh xuống 2 dảnh/khóm giúp tiết kiệm bao nhiêu chi phí giống trên một hecta? Trả lời 5: Giảm số dảnh cấy giúp hạ định mức lượng hạt giống từ 40 đến 45 kg/ha xuống còn 20 đến 25 kg/ha. Với đơn giá giống lúa lai trên thị trường nông nghiệp, người sản xuất có thể tiết kiệm trực tiếp từ 1,2 đến 1,8 triệu đồng chi phí mua giống trên mỗi hecta gieo cấy.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã cung cấp luận cứ khoa học toàn diện về tác động của số dảnh cấy đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa lai tại hai vùng sinh thái tỉnh Phú Thọ.
  • Khẳng định công thức cấy 2 dảnh/khóm là mật độ tối ưu nhất, giúp các giống lúa lai mới đạt năng suất thực thu cao nhất từ 68,4 đến 72,5 tạ/ha.
  • Đóng góp giải pháp kỹ thuật giúp cắt giảm từ 40% đến 50% lượng hạt giống gieo cấy, nâng cao hiệu quả kinh tế và tăng thu nhập thuần từ 4,2 đến 6,8 triệu đồng/ha.
  • Cung cấp nguồn tư liệu thực nghiệm có giá trị cao phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu nông học và chuyển giao tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất lúa.
  • Trong giai đoạn 2012 đến 2015, các địa phương cần mở rộng ứng dụng quy trình cấy 2 dảnh/khóm cho các bộ giống lúa lai mới kết hợp với cơ giới hóa khâu gieo cấy; bà con nông dân và các hợp tác xã hãy chủ động áp dụng ngay quy trình kỹ thuật này trong vụ mùa tới để tối ưu hóa năng suất và tối đa hóa lợi nhuận kinh tế.