Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Trong những năm gần đây nền nông nghiệp nước ta có những bước nhảy vọt, từ một nước thiếu lương thực trầm trọng đã vươn lên sản xuất đủ nhu cầu lương thực đứng thứ 7 trên thế giới sau Thái Lan [26]. Diện tích trồng lúa hầu như không tăng mà có xu hướng giảm dần, do đô thị hóa và chuyển sang đất chuyên dùng, nhưng sản lượng không ngừng tăng lên từ 35,8 tấn năm 2005, năm 2009 sản lượng lúa nước đạt 39 triệu tấn. Lượng gạo xuất khẩu đạt trên 6 triệu tấn.
Để đạt được thành quả đó là nhờ vào yếu tố giống, phân bón tạo tiền đề của năng suất và phẩm chất thì phương pháp thâm canh hợp lý đã làm thay đổi cấu trúc của cây lúa như: Quan hệ giữa năng suất cá thể (khóm lúa, bông lúa) với năng suất quần thể ruộng lúa là rất chặt chẽ. Trên một đơn vị diện tích nếu mật độ càng cao (gieo cấy dầy) thì số bông nhiều song số hạt trên bông càng ít (bông bé), tốc độ giảm số hạt trên bông mạnh hơn tốc độ tăng của mật độ. Vì vậy, gieo cấy dầy quá sẽ làm cho năng suất giảm nghiêm trọng. Nếu gieo cấy quá thưa nhất là giống có thời gian sinh trưởng ngắn rất khó hoặc không thể đạt được số bông tối ưu.
Vì vậy, khi các khâu kỹ thuật khác được duy trì thì chọn mật độ vừa phải là phương án tối ưu để đạt được số lượng hạt thóc nhiều nhất trên một đơn vị diện tích gieo cấy. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển cây lúa cần một lượng dinh dưỡng nhất định, đặc biệt là phân đạm lượng dinh dưỡng này một phần có sẵn ở trong đất, phần lớn còn lại là do con người cung cấp hợp lý sẽ làm cho cây lúa sinh trưởng tốt đạt năng suất cao. n 13 Khi nghiên cứu về vai trò của đạm đối với cây trồng nói chung, với cây lúa nói riêng, nhiều tác giả đã ghi rõ: Đạm tham gia cấu tạo nên cơ thể thực vật, đạm có trong protein, đạm điều tiết các hoạt động sống của cây, tham gia vào các chất kích thích sinh trưởng các Xytokinin, vitamin. Đạm có hoạt tính sinh học cao, làm tăng hay giảm các hoạt đông sinh lý của cây.
Người ta còn thấy đạm có trong các enzim xúc tiến các quá trình biến đổi sinh hóa trong cơ thể cây. Đặc biệt đạm có mặt trong diệp lục tố, vì thế lúa được bón đạm sẽ khác hẳn như: lá to, dài, xanh, quang hợp tốt, đẻ nhiều. Nếu thiếu đạm lá vàng, nhỏ, đẻ ít, bông nhỏ, nhưng nếu quá nhiều đạm lúa sẽ lốp đổ, sâu bệnh nhiều, hạt lép (Nguyễn Thị Lẫm, 1994) [13]. Trong cây lúa tính theo chất khô, tỷ lệ kaki nguyên chất (K2O) chiếm khoảng 0,6-1,2% trong rơm rạ và khoảng 0,3-0,45% trong hạt gạo.
Khác với đạm và lân, kali không tham gia vào thành phần bất kỳ một hợp chất hữu cơ nào mà chỉ tồn tại dưới dạng ion trong dịch bào và một phần nhỏ kết hợp với chất hữu cơ trong tế bào chất của cây lúa. Cũng như đạm, lân và kali chiếm tỉ lệ cao hơn tại các cơ quan non của cây lúa. Kali còn tồn tại dưới dạng ion nên nhờ vậy mà kali có thể len lỏi vào giữa các bào quan, xúc tiến quá trình vận chuyển dinh dưỡng, giúp cho cây lúa tăng cường hô hấp. Kali còn giúp thúc đẩy tổng hợp protit, do vậy nó hạn chế việc tích lũy nitrat trong lá, hạn chế tác hại của việc bón thừa đạm cho lúa.
Ngoài ra kali còn giúp bộ rễ tăng khả năng hút nước và cây lúa không bị mất nước quá mức ngay cả trong lúc gặp khô hạn. Kali làm tăng chống hạn và chống rét cho cây lúa. Cây lúa được bón đầy đủ kali sẽ phát triển cứng cáp, không bị đổ ngã, chịu hạn và chịu rét tốt. Cây lúa thiếu kali lá có màu lục tối, mép lá có màu nâu hơi vàng.
Thiếu kali nghiêm trọng trên đỉnh lá có vết hoại tử màu nâu tối trong khi các lá già phía dưới thường có vết bệnh tiêm lửa. Khi tỉ lệ kali trong cây giảm xuống chỉ còn bằng 1/2-1/3 so bình thường thì mới thấy xuất hiện n 14 triệu chứng thiếu kali trên lá, cho nên khi triệu chứng suất hiện thì năng suất đã giảm nên việc bón kali không thể bù đắp được. Do vậy không nên đợi đến lúc xuất hiện triệu chứng thiếu kali rồi mới bón bổ xung kali cho cây.Trong sản xuất, khi bón kali cho lúa, lượng kali clorua bao giờ cũng ít nhất trong 3 loại phân bón chính và thường sử dụng để bón thúc cùng với phân đạm [12]. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ làm cơ sở cho các công trình nghiên cứu sau này nhằm góp phần xác định mật độ cấy và mức phân bón hợp lý cho giống lúa thuần J01.
Khẳng định được vai trò của khoa học kỹ thuật đối với sản xuất, đặc biệt là việc tìm ra các công thức mật độ và phân bón có hiệu quả thâm canh để tăng năng suất cây trồng và giữ được cân bằng sinh thái của ruộng lúa. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới Hiện nay có trên 100 nước trồng lúa ở hầu hết các châu lục trên thế giới. 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 [26].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 42,04 tạ/ha vào năm 2009. 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.
Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (Nghìn ha) (tạ/ha) (Triệu tấn) 1970 132. Châu Á gồm 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 [26].2 cho thấy: Nước có diện tích trồng lúa lớn nhất là Ấn Độ với diện tích 44,1 triệu ha, sản lượng lúa của Ấn Độ là 131,3 triệu tấn, chiếm 19,3% tổng sản lượng của thế giới. Trung Quốc là một 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 n 16 65,9 tạ/ha, sản lượng đạt 197,26 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. Tình hình sản xuất lúa gạo của 10 nước đứng đầu thế giới năm 2009 Diện tích Năng suất Sản lượng Tên nước (ha) (tạ/ha) (tấn) Thế giới 161.500 (Nguồn: FAO STAT, 2010) [26] Thái Lan là nước xuất khẩu gạo hàng đầu Thế giới. Nước này cũng được thiên nhiên ưu đãi với những vùng châu thổ trồng lúa phì nhiêu, diện tích canh tác lớn (Chiếm khoảng 40% diện tích tự nhiên), điều kiện thời tiết thuận lợi, mưa thuận gió hòa thích hợp cho phát triển cây lúa nước.
Vì vậy, cây lúa là cây trồng chính trong sản xuất nông nghiệp của Thái Lan với diện tích 10,96 triệu ha, năng suất bình quân 28,7 tạ/ha, sản lượng 31,5 triệu tấn và n 17 là nước xuất khẩu gạo đứng đầu thế giới. Các trung tâm nghiên cứu giống lúa được thành lập ở nhiều tỉnh và khu vực. Nhiệm vụ của các cơ sở này là tiến hành chọn lọc, phục tráng, lai tạo ra các giống lúa tốt phục vụ cho nội tiêu và đặc biệt là cho xuất khẩu để thu ngoại tệ. Tiêu chí chọn giống lúa của các nhà khoa học Thái Lan là các giống phải có thời gian sinh trưởng trung bình đến dài ngày (vì phần lớn lúa ở Thái Lan chỉ trồng được 1 vụ/năm) hạt gạo dài và trong, ít dập gãy khi xay sát, có hương thơm, coi trọng chất lượng hơn là năng suất.
điều này cho chúng ta thấy tại sao giá gạo xuất khẩu của Thái Lan luôn cao hơn của Việt Nam. Theo hướng này Thái Lan đã tạo ra các giống lúa chất lượng nổi tiếng Thế giới, trong đó phải kể đến các giống như: Khao đomali, Jasmin (Hương nhài) [26]. Theo dự báo của ban nghiên cứu kinh tế, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ trong giai đoạn 2007 - 2017, các nước sản xuất gạo ở Châu Á sẽ tiếp tục là nguồn cung cấp gạo xuất khẩu chính của thế giới: Bao gồm Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ. Riêng xuất khẩu gạo của hai nước Thái Lan và Việt Nam sẽ chiếm khoảng nửa tổng lượng gạo xuất khẩu của thế giới.
Việt Nam xuất khẩu gạo hạt dài là chủ yếu. Thái Lan xuất khẩu gạo thơm, gạo hạt dài đặc biệt và gạo dính [1]. Dự báo, một số nước khác cũng sẽ đóng góp giúp tăng sản lượng gạo thế giới như: Ấn Độ, các tiểu vùng Saharan Châu Phi, Bangladesh, Philippines, Brazil. Ấn Độ dự báo vẫn đứng ở vị trí thứ tư trong số các nước xuất khẩu gạo lớn trên thế giới.
Xuất khẩu gạo của Ấn Độ thất thường. Gạo Ấn Độ xuất khẩu chủ yếu là gạo basmati. Tuy nhiên trong những năm gần đây, lũ và hạn hán xảy ra ở nước này gây thiệt hại lớn về sản lượng lương thực, giá lúa mỳ tăng cao đã đẩy nhu cầu tiêu thụ gạo tăng. Chính phủ nước này đang xem xét ban hành chính sách cấm xuất khẩu các loại gạo thường không phải basmati.