Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài. Năng suất lúa được hình thành từ các yếu tố cấu thành, đó là: Số bông/ m2 số hạt trắc trên bông và P1000 hạt. Các yếu tố cấu thành năng suất trong trong một ruộng lúa lại có quan hệ sinh vật học thông qua mối quan hệ giữa quần thể và cá thể.
Trong đó số bông/m2 đặc trưng cho quần thể, P1000hạt đặc trưng cho cá thể [12]. Mối quan hệ này mang tính thống nhất và mâu thuẫn. Khi cá thể phát triển tốt sẽ tạo điều kiện tạo nên một quần thể tốt sẽ hạn chế sự phát triển của cá thể. Trong quá trình phát triển của cây lúa, thì thời kỳ đầu là thời kỳ quyết định đến số bông/m2.
Mật độ cấy và khả năng để nhánh hữu hiệu quyết định yếu tố này Trong các biện pháp kỹ thuật thâm canh tăng năng suất lúa thì biện pháp mật độ gieo cấy được nhiều người làm công tác nghiên cứu khoa học kỹ thuật nông nghiệp quan tâm và dành nhiều thời gian, công sức nghiên cứu thực nghiệm. Cho biết trên một diện tích nếu mật độ càng cao thì số bông càng nhiều, song số hạt trên bông càng ít. Tốc độ giảm số hạt trên bông mạnh hơn tốc độ tăng mật độ. Vì thế nếu cấy quá dần thì năng suất giảm nghiêm trọng.
Tuy nhiên nếu cấy mật độ thưa thì số hạt trên bông tăng lên nhưng số bông trên một diện tích ít, đặc biệt là các giống có thời gian sinh trưởng ngắn cấy trên đất xấu thì năng suất thấp, trích dẫn theo Bùi Huy Đáp (1980) [5]. Nói đến mật độ cấy là nói đến mối quan hệ giữa quần thể và cá thể cây lúa sống trong quần thể, nên quang hợp của lá lúa chưa quyết định đến năng suất mà quang hợp của quần thể ruộng lúa mới quyết định đến năng suất cuối cùng. Trong điều kiện ánh sáng nhất định, chỉ cần cấy dày vừa phải thì tất cả các lá lúa đạt hiệu suất quang hợp cao nhất. Ngược lại nếu cấy quá dày ánh sáng trong ruộng giảm và hiệu suất quang hợp thấp, cho nên lá màu vàng n 4 bông ngắn ít hạt năng suất thấp.
Như vậy mật độ cấy luôn là vấn đề quan tâm của các nhà khoa học và bà con nông dân. Cho đến nay các nghiên cứu khoa học cho thấy rằng cấy ở mật độ hợp lý làm năng suất tăng lên rõ rệt. Tùy thuộc vào giống, thời vụ, chân đất, mức phân bón, phương pháp canh tác mà lựa chọn mật độ phù hợp. Theo Ricardo Labrada-Romero, môt chuyên gia về cỏ dại nói.
“ Hạn hán, côn trùng, hay bệnh tật giành lấy sự quan tâm về mình bởi vì những ảnh hưởng của chúng gây ấn tượng mạnh. Cỏ dại thì rất khác. Nó lặng lẽ tàn phá gây thiệt hại quanh năm, năm này sang năm khác”. Số liệu rõ ràng chứng minh rằng cỏ dại cần phải được xếp vào lọai kẻ thù số 1 của nông dân.
Căn cứ vào nghiên cứu của tổ chức môi trường hàng đầu Land Care của New Zeyland, cỏ dại gây ra thiệt hại 95 tỷ đô la Mỹ mỗi năm do làm giảm sản lượng lương thực thực phẩm trên toàn cầu so với 85 tỷ bởi bệnh cây, 46 tỷ bởi côn trùng và 2,4 tỷ bởi các động vật có xương sống.Với thời giá hiện nay, 95 tỷ đô la có thể mua được 380 triệu tấn lúa mì, hơn phân nửa sản lượng lúa mì toàn thế giới dự kiến đạt được trong năm 2009. Trong số 95 tỷ đó thì có khoảng 70 tỷ thiệt hại gây ra ở các nước nghèo. Những sự thiệt hại về kinh tế có thể lớn hơn nữa nếu tính đến khía cạnh là hơn phân nửa thời gian mà nông dân lao động trên đồng ruộng là dành cho công việc nhổ cỏ, Labrada Romero nói. Điều đó có nghĩa rằng nếu trang trại muốn gia tăng sức sản xuất, một trong những điều đầu tiên bắt buộc phải làm là cải thiện phương thức quản lý cỏ dại 1.
Các nghiên cứu về mật độ cấy 1. Mật độ ảnh hưởng tới sự sinh trưởng, năng suất và chất lượng lúa Mật độ là số cá thể trên một đơn vị diện tích, mật độ ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của cá thể và quần thể ruộng lúa. Mật độ ảnh hưởng đến khả năng đẻ nhánh, tỷ lệ nhánh hữu hiệu, khả năng chống chụi sâu bệnh và từ đó ảnh hưởng đến năng suất lúa. n 5 Đối với cây lúa, số lượng tuyệt đối về số nhánh thay đổi nhiều qua mật độ nhưng số nhánh hữu hiệu giữa các mật độ khác nhau thay đổi không nhiều Bùi Huy Đáp(1999) [6].
Mật độ cấy ảnh hưởng rất lớn đến sự phát sinh sâu bệnh, có nhiều tác giả nhận xét rằng: khi mật độ gieo cấy cao sẽ tạo điều kiện cho sâu, bệnh phát triển. Vì khi mật độ gieo cấy cao thân lá cây lúa thường mềm yếu, ẩm độ trong quần thể ruộng lúa cao và thiếu ánh sáng cho nên sâu, bệnh dễ gây hại. Cho nên cấy ở mật độ hợp lý sẽ hạn chế được sâu bệnh phát sinh. Theo Nguyễn Văn Hoan (1995) [9] mật độ cấy tỷ lệ thuận với số bông nhưng tỷ lệ nghịch với số hạt trên bông.
Tức là nếu mật độ gieo cấy càng cao thì cho số bông càng nhiều, song số hạt trên bông càng ít và ngược lại. Vì thế cấy quá dầy sẽ làm năng suất giảm đi nghiêm trọng. Tuy nhiên đối với những giống có thời gian sinh trưởng ngắn hoặc trên chân đất nghèo dinh dưỡng thì cấy thưa rất khó đạt được năng suất mong muốn. Tùy từng giống để chọn mật độ thích hợp và tính toán khoảng cách đủ rộng để làm hàng lúa thông thoáng, các khóm lúa ít che khuất nhau tạo điều kiện cho quần thể ruộng lúa quang hợp tốt.
Cách bố trí khóm lúa theo hình chữ nhật là phù hợp nhất vì mật độ tăng hơn so với cách bố trí theo hình vuông nhưng vẫn đảm bảo sự thông thoáng trong quần thể ruộng lúa. khi mật độ cấy tăng thì số bông tăng, số hạt/ bông tăng đến một phạm vi nhất định và tỷ lệ hạt lép là ít nhất thì năng suất đạt cao nhất. Khi mật độ tiếp tục tăng thì số hạt trên bông và tỷ lệ hạt trắc giảm thì năng suất lại thấp. Vì vậy năng suất lúa sẽ tăng khi tăng mật độ cấy trong phạm vi nhất định nếu vượt quá thì năng suất lại giảm.
Như vậy mật độ cấy là biện pháp kỹ thuật quan trọng nó ảnh hưởng rất lớn đến khả năng sinh trưởng, khả năng chống chịu sâu, bệnh và năng suất của cây lúa. Các nghiên cứu mật độ cấy trên thế giới Mật độ cấy là biện pháp kỹ thuật quan trọng, nó phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, dinh dưỡng, đặc điểm của giống. Khi nghiên cứu vấn đề này Sasato(1966) đã có kết luận: trong điều kiện dễ canh tác, lúa mọc tốt thì nên cấy mật độ thưa và ngược lại. Giống lúa cho nhiều bông thì cấy dày không có lợi và ở vùng lạnh nên cấy mật độ dày hơn ở vùng nóng.
Khi mật độ cấy vượt quá mức tối ưu, sự cạnh tranh về ánh sáng và dinh dưỡng lúa trở nên trầm trọng, do đó sự tăng trưởng của cây chậm lại và năng suất cũng giảm, trong những ruộng đồng lúa cấy dày, sự cạnh tranh giữa cá thể là cao và làm cho quần thể ruộng lúa thiếu ánh sáng do đó cây lúa phát triển về thân lá thay vì phát triển hạt. Miller và cộng sự cho rằng số bông trên một đơn vị diện tích là thành phần quan trọng nhất đến năng suất và đóng góp 89% sản lượng. Theo Suichi Yoshida (1985)[16] cho biết trong một ruộng lúa cấy, khoảng cách thích hợp cho lúa đẻ nhánh khỏe và sớm thay đổi từ 20 x 20 cm đến 30 x 30 cm. Theo ông việc đẻ nhánh chỉ sảy ra đến khi mật độ là 300 cây/m2, nếu tăng mật độ cấy lên nữa thì chỉ có những dảnh chính cho ra bông.
Năng suất hạt tăng lên khi cấy từ 182 – 242 dảnh/m2. Số bông trên diện tích tăng theo mật độ nhưng số hạt trên bông lại giảm. Mật độ cấy là vấn đề tương quan số dảnh cấy và sự đẻ nhánh. Cấy thưa thì cây lúa đẻ nhánh khỏe số dảnh nhiều còn ngược lại cấy mật độ dầy thì khả năng đẻ nhánh kém.
Các nhà sinh thái học đã nghiên cứu mối quan hệ giữa năng suất và quần thể ruộng cây trồng đều thống nhất rằng: các giống khác nhau phản ứng mật độ khác nhau, việc tăng mật độ trong giới hạn nhất định thì năng suất tăng, nếu quá giới hạn thì năng suất lại giảm. Các nghiên cứu về mật độ ở Việt Nam Khi nghiên cứu khả năng đẻ nhánh của cây lúa Bùi Huy Đáp(1980) [5] làm thí nghiệm với giống lúa tám thơm với khoảng cách cấy 40x40cm và cấy 1 dảnh cây lúa đẻ được 232 dảnh/m2 trong đó có 198 dảnh thành bông đạt tỷ n 7 lệ 85%. Đối giống Chiêm Thanh khi tiến hành cấy 1 dảnh với khoảng cách 40x40cm thì đẻ được 113 dảnh trong đó có 101 dảnh cho ra bông đạt 89,4%. Qua đây chúng ta có thể thấy khi cấy ở mật độ thưa thì khả năng đẻ nhánh của cây lúa tăng lên.
Khi làm thí nghiệm đối với giống Di Hương với khoảng cách cấy khác nhau thay đổi từ 30x30cm, 20x15cm, 20x10cm, 15x5cm, 10x5cm, 5x5cm. Với số dảnh cơ bản tương ứng 3,5,8,10,13,16. như vậy số dảnh thay đổi từ 11-400 khóm/m2 và mật độ dảnh cơ bản thay đổi 11-6400dảnh/m2. Thí nghiệm được tiến hành trong 2 vụ đã cho thấy thời gian đẻ nhánh của giống lúa Di Hương thay đổi rõ rệt với các mật độ khác nhau.
Mật độ càng cao thì thời gian đẻ nhánh càng bị rút ngắn trừ mật độ thưa (30x30 và 20x15cm). Qua các nghiên cứu của Bùi Huy Đáp cho rằng nếu ta cấy càng dày thì số hạt trên bông ít VD: như cấy 1600 dảnh/m2 thì số hạt trên bông chỉ có 8 hạt, cấy 1000 dảnh/m2 trung bình 1 bông có 22 hạt, cấy 500 dảnh/m2 thì một bông có 44 hạt, cấy 250 dảnh/m2 một bông có 82 hạt, cấy mật 33 dảnh/m2 1 bông có 119 hạt. Theo Nguyễn Công Tạn, Ngô Thế Dân, Hoàng Tuyết Minh, Quách Ngọc Ân (2002) [13]. các giống lai có thời gian sinh trưởng trung bình như Bắc ưu 64 thì cấy mật độ 35 khóm/m2, còn các giống lai có thời gian sinh trưởng ngắn như Bội tạp sơn thanh, Bội tạp 77 thì mật độ cấy 40-45 khóm/m2 thì cho năng suất cao.
Theo Nguyễn Văn Hoan (1995) [9] số dảnh ở mỗi khóm phụ thuộc trước hết vào số dảnh cơ bản.