Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Mỗi vùng, mỗi điều kiện tự nhiên, khí hậu, thổ nhưỡng cần có giống cây trồng tốt và điều kiện canh tác phù hợp. Việc lựa chọn một trong những biện pháp kỹ thuật canh tác nhằm tận dụng các điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội để bố trí cơ cấu cây trồng cho phù hợp với một vùng hay một đơn vị sản suất nông nghiệp là hết sức cần thiết. Trong lịch sử phát triển lâu đời của sản xuất nông nghiệp, các giống lúa được con người tạo ra được chọn tạo sau có ưu việt hơn giống trước đó và được thay thế cho nhau.
Có những giống mới đưa vào sản xuất nhưng do môi trường sản xuất không thích hợp nên phải nhường chỗ cho các giống khác. Hiện nay các giống lúa này đang tồn tại, đan xen lẫn nhau và thích hợp với từng điều kiện của mỗi địa phương. Việc xác định và đưa được một giống lúa tốt cho một vùng sản xuất nhất định đều phải tiến hành khảo nghiệm, gieo cấy thử nghiệm qua một vài vụ sản xuất tại một số vùng có đặc điểm sinh thái khác nhau nhằm đánh giá khả năng thích ứng, độ đồng đều, tính ổn định, khả năng chống chịu sâu bệnh, mức độ chịu đất chua mặn, khả năng cho năng suất, hiệu quả kinh tế của giống đó so với các giống đang gieo trồng đại trà hiện có tại vùng sản xuất đó. Năng suất cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng chịu tác động của các yếu tố tự nhiên như đất, nước, dinh dưỡng, khí hậu, thời tiết, đồng thời nó cũng chịu tác động trực tiếp của các yếu tố kinh tế - xã hội như trình độ canh tác, biện pháp kỹ thuật, khả năng đầu tư, thâm canh,… Việc bón phân và bố trí mật độ cấy hợp lý chính là nhằm đảm bảo chỉ số diện tích lá/đơn vị diện tích đất đạt tối ưu để tận dụng nguồn năng lượng ánh sáng mặt trời cho quang hợp, hạn chế sâu bệnh hại, tạo tiền đề cho năng suất cao.
Với mỗi giống lúa, 5 mỗi mức phân bón, mức đầu tư kỹ thuật trên các vùng khác nhau thì cần có các nghiên cứu tìm ra phương pháp bón phân và mật độ cấy hợp lý, đây chính là việc làm thường xuyên của các nhà khoa học. Vì vậy đề tài nêu trên mang đủ cơ sở khoa học và thực tiễn. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa trên thế giới 1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới Hiện nay thế giới có trên 100 nước trồng lúa ở hầu hết các châu lục.
Tuy nhiên, sản xuất lúa gạo vẫn tập trung chủ yếu ở các nước châu Á nơi chiếm tới 90% diện tích gieo trồng và sản lượng (FAO STAT, 2012)[35]. Sau đây chúng ta thấy biến động về diện tích, năng suất và sản lượng lúa trên toàn thế giới trong vài thập kỷ gần đây (bảng 1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (Triệu tấn) 1970 132,9 23,81 316,3 1980 144,4 27,48 396,9 1990 147, 0 35,29 518,6 2000 154,1 38,91 599,4 2001 152,0 39,35 598,3 2002 148,0 38,49 569,5 2003 148,5 39,36 584,6 2004 150,6 40,37 607,8 2005 155,0 40,92 634,4 2006 155,7 41,16 641,1 2007 156,0 42,12 656,8 2008 159,3 43,07 685,9 2009 161,4 42,04 678,7 2010 153,7 43,74 672,0 2011 164,1 44,0 722,7 (Nguồn: FAO STAT, 2012)[35] 6 Bảng 1. cho thấy: Diện tích canh tác lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây có xu hướng tăng.
Song tăng mạnh nhất vào những thập niên 70, 90 của thế kỷ XX và có xu hướng ổn định từ những năm đầu của thế kỷ XXI. Về năng suất của lúa cũng tăng dần qua các năm và tăng nhanh nhất vào thập niên 70, 80. Đến thập niên 90 và những năm đầu của thế kỷ XXI năng suất lúa tăng chậm lại song nhìn chung năng suất tăng gần gấp đôi từ 23,81 tạ/ha năm 1970 lên 43,73 tạ/ha vào năm 2010. Điều này cho thấy cuộc “Cách mạng xanh” từ giữa thập niên 60 đã ảnh hưởng tích cực đến sản lượng lúa của thế giới nói chung và của châu Á nói riêng, những tiến bộ kỹ thuật mới nhất là giống mới, kỹ thuật thâm canh tiên tiến được áp dụng rộng rãi trong sản xuất đã góp phần làm cho sản lượng lúa tăng lên đáng kể.
Châu Á có 8 nước có sản lượng cao nhất đó là: Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Myanma và Nhật Bản. Hiện nay châu Á có diện tích lúa cao nhất với 143,4 triệu ha, sản lượng 611,7 triệu tấn [35]. Sản xuất lúa gạo của 10 nước đứng đầu thế giới năm 2010 Diện tích Năng suất Sản lượng Tên nước (ha) (tạ/ha) (tấn) Thế giới 153. cho thấy: Nước có diện tích trồng lúa lớn nhất là Ấn Độ với diện tích 36,950 triệu ha; sản lượng lúa của Ấn Độ là 120,620 triệu tấn, chiếm 18% tổng sản lượng của thế giới.
Trung Quốc là nước có dân số đông nhất thế giới, trong vài thập niên gần đây Trung Quốc có nhiều thành tựu trong cải tiến giống lúa, trong đó đặc biệt quan tâm đến sử dụng ưu thế lai ở lúa, do đó năng suất bình quân đạt 65,482tạ/ha, sản lượng đạt 197,212 triệu tấn (đứng đầu về sản lượng lúa trên thế giới). Tuy nhiên trong những năm gần đây diện tích canh tác lúa của Trung Quốc giảm do quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa tăng nhanh; bên cạnh đó, nguồn nước ngọt không đủ và phân bố không đều, đây cũng là trở ngại lớn trong việc nâng cao năng suất và sản lượng lúa của Trung Quốc. Năm 2011, sản xuất lúa gạo trên thế giới nhìn chung không có thay đổi lớn so với năm 2010 nhưng nhóm các nước tiêu dùng lớn như: Trung Quốc, Pakistan, Indonesia, Philippines đang đẩy mạnh chiến lược tự cân đối nhu cầu trong nước, do đó thị trường thế giới sẽ chỉ có đột biến khi bất ổn về thiên tai xảy ra. Theo dự báo của Ban nghiên cứu kinh tế - Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (2011)[2] theo đó sản xuất gạo toàn cầu dự báo tăng theo các năm trong thập kỷ tới, chủ yếu là nhờ tăng năng suất lúa.
Năng suất trung bình dự báo sẽ tăng khoảng gần 1% mỗi năm, xấp xỉ so với tỷ lệ tăng trưởng năng suất bình quân đạt được trong 10 năm trở lại đây. Mặc dù sản lượng bình quân hàng năm đều tăng, song tăng trưởng sản lượng dự kiến thấp hơn so với mức đạt được trong những năm cuối thập kỷ 1960 cho đến 1980. Tăng trưởng năng suất bằng sự phát triển và ứng dụng các công nghệ cải tiến sẽ là giải pháp trong dài hạn để giúp giảm thiểu tình trạng tăng giá 8 gạo. Cần phải có một cuộc Cách mạng xanh lần II, tăng đầu tư cho nghiên cứu kết hợp với cải cách chính sách để tăng hiệu quả kinh tế từ thị trường gạo sẽ giúp bình ổn giá lúa gạo và giảm nghèo.
Châu Á được coi là cái nôi của lúa gạo do sản xuất cũng như tiêu thụ chiếm tới trên 90% tổng sản lượng lúa gạo của Thế giới, nơi đã diễn ra cuộc “Cách mạng xanh” giữa thế kỷ XX, ở đây đã lai tạo ra nhiều giống lúa nước ngắn ngày, năng suất cao, nhờ vậy đã góp phần thành công trong việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng và cơ cấu mùa vụ theo hướng sản xuất lúa hàng hóa ở nhiều quốc gia. Sự nổi bật của khu vực này có ảnh hưởng quyết định vào tương lai cũng như quá khứ của tình hình sản xuất lúa gạo trên Thế giới. Nhật Bản là một trong mười nước có diện tích trồng lúa nhiều nhất thế giới. Nhật Bản cũng là nước đạt năng suất cao đứng hàng đầu thế giới, tuy có diện tích không lớn song sản lượng năm 2005 đạt trên 11,4 triệu tấn.
Để đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng, Nhật Bản tập trung vào công tác nghiên cứu giống lúa ở các viện. Các nhà khoa học Nhật Bản đã lai tạo và đưa vào sản xuất các giống vừa có năng suất cao, chất lượng tốt đặc biệt là 2 giống: Miyazaki1 và Miyazaki2. Cho đến giờ các giống này vẫn giữ được vị trí hàng đầu về 2 chỉ tiêu quan trọng đó là hàm lượng Protein cao tới 13%, hàm lượng Lysin cũng rất cao (Nguyễn Hữu Hồng, 1993) [13]. Việt Nam là một nước có nền nông nghiệp với khoảng 80% dân số làm nghề nông, chính vì vậy mà trải qua mấy nghìn năm lịch sử cây lúa luôn gắn liền với sự phát triển của dân tộc.
Nước ta thuộc vùng nhiệt đới nằm ở toạ độ 8030’ - 23022’vĩ tuyến Bắc, 102010’ - 109029’ kinh tuyến Đông, thuộc vùng khí hậu nhiệt đới. Với đặc 9 điểm khí hậu này đã phần nào khẳng định thêm Việt Nam là cái nôi hình thành cây lúa. Địa hình nước ta trải dài từ Bắc vào Nam hình thành nên những vùng đồng bằng rộng lớn tạo điều kiện cho sự hình thành và phát triển của cây lúa nước. Tình hình nghiên cứu phân bón cho lúa trên thế giới Đối với sản xuất nông nghiệp nói chung và cây lúa nói riêng, phân bón đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất.
Trên thế giới đã có rất nhiều công trình khoa học nghiên cứu phân bón và bón phân cho lúa. Theo Patrich (1968) và cộng sự [29]; Kobayashi (1995)[28]: Khi nghiên cứu khả năng cạnh tranh của 2 giống lúa Hokuriki 52 và Yamakogame cho biết: phản ứng với điều kiện phân bón khác nhau cho thấy cây có tính thích ứng cao trong điều kiện tự nhiên ít phân và tăng số lượng cây con ở mỗi đối tượng, trong khi đó các giống cạnh tranh yếu bị thất bại nghiêm trọng trong điều kiện trồng trọt bình thường, điều đó có nghĩa là giống khoẻ (Hokuriki 52) sẽ làm hại nhiều cho giống yếu (Yamakogame) khi có đủ phân bón. Theo Shi (1986) và cộng sự [31] cho rằng: Phân bón có tác dụng thúc đẩy hoạt động quang hợp. Kết quả nghiên cứu các giống lúa Indica có phản ứng với phân bón là tăng diện tích lá lớn hơn so với giống lúa Japonica nhưng lại phản ứng yếu hơn khi hàm lượng phân bón tăng.
Khi bàn về năng suất tác giả cho biết: năng suất là kết quả của những giống có phản ứng tốt với phân bón và biện pháp kỹ thuật. Ở vùng ôn đới, giống Japonica thường cho năng suất cao vì nó phản ứng tốt với phân bón. Theo kết quả nghiên cứu của Sinclair (1989)[30]: Hiệu suất bón đạm cho lúa rất khác nhau: 1kg N cho từ 3,1 - 23 kg thóc.