Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Việt Nam là một nước nông nghiệp, có tới 75% dân số sản xuất nông nghiệp và từ lâu cây lúa đã ăn sâu vào tiềm thức người dân, nó có vai trò rất quan trọng trong đời sống con người. Lúa gạo không chỉ giữ vai trò trong việc cung cấp lương thực nuôi sống mọi người mà còn là mặt hàng xuất khẩu đóng góp không nhỏ vào nền kinh tế quốc dân. Mặt khác, do có điều kiện tự nhiên thuận lợi phù hợp cho cây lúa phát triển nên lúa được trồng ở khắp mọi miền của đất nước.
Trong quá trình sản xuất lúa đã hình thành nên 2 vùng sản xuất rộng lớn đó là vùng Đồng bằng châu thổ Sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long [13], [19]. Hệ thống thâm canh lúa SRI là thực hiện tổng hợp các biện pháp: Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM); quản lý dinh dưỡng (INM) và quản lý nước (IWM)… Thực tiễn cho thấy, cây lúa chỉ khoẻ mạnh và cho năng suất cao khi cây có bộ rễ khoẻ mạnh, phát triển tốt; cây đẻ nhiều nhánh và đẻ tập trung giai đoạn đầu; mỗi khóm lúa có nhiều bông và tỷ lệ hạt chắc trên bông cao. Để đạt được mong muốn trên, ta nên áp dụng những nguyên tắc cơ bản của SRI: Cấy mạ non; Cấy một rảnh, cấy thưa; Quản lý nước; Làm cỏ sục bùn; Bón phân hữu cơ. Hệ thống thâm canh lúa cải tiến SRI (system of rice intensification) do nhà khoa học người Pháp Fr.
Laulaniere giới thiệu tại Madagasca vào những năm 1980, sau đó được tiến sỹ Norman Uphoff thuộc viện quốc tế về lương thực, nông nghiệp và phát triển của trường đại học Cornell (Hoa Kỳ) phổ biến rộng rãi. SRI đang được đánh giá là kỹ thuật thâm canh đầy triển vọng tại hơn 30 nước, bởi nó thỏa mãn được cả 2 mục tiêu là đạt được hiệu quả kinh tế và phát triển nông nghiệp bền vững. Cơ sở kỹ thuật của n 5 SRI là thay đổi một số hoạt động canh tác chủ yếu và thông qua tác dụng tương hỗ của chúng tạo điều kiện cho tiềm năng di truyền của lúa được phát huy, và qua đó thúc đẩy quá trình sinh trưởng, phát triển của lúa để tạo năng suất cao. Kỹ thuật SRI làm tăng năng suất lúa không theo cách thông thường là tăng đầu vào (phân bón, thuốc trừ sâu.) mà nó hướng tới các biện pháp hạn chế sự tổn hại đến cây lúa, tác động vào môi trường, làm tăng mối quan hệ hài hoà trong môi trường để tạo điều kiện cho vi sinh vật đất hoạt động và cây lúa có thể phát triển hết tiềm năng di truyền của nó.
Những hiệu quả tích cực của SRI đạt được bởi lợi dụng các quá trình sinh học thay vì dựa vào việc đầu tư phân bón hoá học và thuốc bảo vệ thực vật để tăng năng suất mà thay vào đó là việc áp dụng các biện pháp như làm cỏ bằng tay để tăng cường hoạt động của các vi sinh vật đất thông qua quá trình chuyển hoá nitơ và oxy tự do trong không khí giúp cho bộ rễ của cây hoạt động tốt hơn, đạt năng suất cao hơn. Hệ thống canh tác lúa cải tiến SRI đã được áp dụng (chưa phổ biến trên diện rộng) tại 24 tỉnh thành của Việt Nam kể từ năm 2003. Kết quả của hệ thống này rất hứa hẹn về mặt hiệu quả kinh tế cũng như sản xuất nông nghiệp bền vững. Mục đích chính của SRI là phát triển một hệ thống sản xuất lúa bền vững bao gồm nhóm các ý tưởng.
Nguyên tắc và các ứng dụng thực tiễn dựa trên quản lý hiệu quả việc canh tác lúa để tối đa hóa năng suất. SRI đã được thử nghiệm thành công trong những điều kiện đa dạng tại một số địa phương ở Việt Nam, đặc biệt là những hộ nông dân có ít ruộng. Người dân, các cán bộ nông nghiệp và các nhà nghiên cứu đã nhận thấy rằng SRI tạo ra sản lượng cao hơn cũng nhờ giảm nhu cầu của vật tư đầu vào, như giảm phân bón hóa học, thuốc trừ sâu, nước tưới. SRI cũng làm cho đất giữ được độ phì nhiêu và bảo vệ môi trường khỏi ô nhiễm.
n 6 Năm 2007 tại các tỉnh: Yên Bái, Phú Thọ, Hà Nội, Nghệ An, Hà Tĩnh,. Tại những địa phương này kết quả năm đầu các mô hình trình diễn đã thu được thành công lớn: Năng suất lúa đạt từ 64 - 66,5 tạ/ha (tăng hơn so với làm theo tập quán từ 2,5- 4 tạ/ha); tiết kiệm được 50 – 70% lượng giống gieo, giảm nước tưới và thuốc bảo vệ thực vật giảm 2 - 3 lần phun/vụ. Theo hạch toán kinh tế thì khi áp dụng SRI người dân thu được lãi nhiều hơn là 2,2 triệu đồng/ha so với phương pháp canh tác truyền thống. Từ những thành công này mà dần dần nông dân đã thấy được hiệu quả của việc áp dụng SRI vào sản xuất, do đó diện tích áp dụng SRI ngày càng được nhân rộng.
Những kinh nghiệm ở Madagascar đã chỉ ra tác dụng của những biện pháp quản lý khác nhau mà không phụ thuộc vào giống. SRI đưa năng suất tăng lên gấp đôi mà không cần phải đầu tư thêm phân bón, thuốc trừ sâu, chỉ cần áp dụng đúng và thích hợp các biện pháp kỹ thuật SRI đưa ra. Năng suất cao nhất đạt được tuỳ thuộc vào kỹ năng của nông dân trong việc quản lý và làm tăng thêm độ phì nhiêu đất thông qua những biện pháp quản lý nước và dinh dưỡng một cách cẩn thận. - Cấy mạ non: 8-15 ngày tuổi, chỉ với 2 lá nhỏ (để chỉ ra rằng cây trồng vẫn chưa bắt đầu giai đoạn phát sinh thứ 4 của quá trình sinh trưởng của chúng) thay vì cấy mạ già tuổi hơn.
Việc này đã tận dụng được tiềm năng của cây lúa về sự đẻ nhánh nhiều và sinh trưởng của rễ. Tiềm năng sẽ bị mất do cấy muộn. - Cấy thưa, cấy một dảnh mạ: Không cấy nhiều dảnh trong một khóm, cấy khoảng cách rộng theo hình vuông 25x25cm hay thậm chí rộng hơn 33x33cm, 40x40cm, 50x50cm nếu điều kiện đất tốt. Khoảng cách rộng như vậy sẽ tạo cho rễ lúa có nhiều khoảng không để sinh trưởng, phát triển đây là một nhân tố quyết định lên sự thành công của SRI.
n 7 - Cấy một cách cẩn thận: Vì những cây mạ non bị thương tổn rất nhỏ và có thể nhanh chóng phục hồi sinh trưởng của chúng. Điều này là khả thi vì số khóm lúa cấy trên một diện tích ít hơn bình thường. Lượng giống gieo theo SRI là 5 - 10kg/ha, bình thường gieo nhiều hơn 10 lần hoặc hơn. Tiềm năng sinh trưởng của rễ được bảo vệ khi sự sinh trưởng của cây trồng không bị cản trở (làm chậm đi) bởi 7 - 14 ngày như phương pháp cấy bình thường.
- Làm cỏ bằng tay: Khi những ruộng lúa không được giữ ngập nước, việc kiểm soát cỏ dại tốt trở lên thật cần thiết. sử dụng dụng cụ cào cỏ làm thông thoáng khí tầng đất mặt giúp bộ rễ hoạt động tốt hơn đồng thời diệt được cỏ. Việc làm cỏ nên bắt đầu 10 ngày sau khi cấy và nên được lặp lại 2-3 lần cách nhau 10 - 15 ngày. Mặc dù đây là phần việc cần nhiều lao động nhất của SRI nhưng làm tăng năng suất đáng kể.
- Sử dụng phân hữu cơ: Tốt nhất bón phân vài tháng trước khi trồng lúa, ví dụ trên cây trồng trước. Phân hoá học cũng cho kết quả tốt nhưng đối với phần lớn các giống cây trồng thì phân hoá học chưa phải là kết quả tốt nhất. Vấn đề hữu cơ đất và hoạt động của vi sinh vật là một phần chiến lược của SRI đối với việc tăng năng suất lúa. Theo nguyên lý của SRI, các biện pháp này sẽ cho kết quả tốt trong bất kỳ môi trường nào, mặc dù kết quả sẽ biến đổi.
Kết quả cũng có thể khác nhau đối với việc sử dụng các giống lúa khác nhau. Cho đến nay, tất cả các giống đã phản ứng tích cực với phương pháp quản lý này. Kỹ thuật thâm canh lúa cải tiến SRI đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là một tiến bộ kỹ thuật mới. Tới thời điểm cuối vụ đông xuân 2009 có trên 264.000 nông dân áp dụng toàn phần và từng phần SRI trên 85.422 ha tại 21 tỉnh miền Bắc.
Việc áp dụng SRI làm n 8 giảm chi phí đầu vào, tăng năng suất đã làm lợi thêm cho nông dân từ 1,8- 3,5 triệu đồng/ha/vụ. Những nghiên cứu về bộ rễ 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.
Rễ lúa hút nước nhiều nhất là thời kỳ làm đòng và trỗ bông. Giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng rễ lúa ăn nông chủ yếu tập trung ở tầng đất 0-10cm. 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 - 50cm 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.
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 n 9 và vùng gốc rễ.