Tài liệu Nghiên cứu đặc điểm hình thái thích nghi với môi trường sống của một số loài thuộc giống ếch cây sần theloderma (họ ếch cây rhacophoridae) ở việt nam trong điều kiện nuôi nhốt

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ---------------------------- ĐÀO THỊ THỦY ẢNH HƢỞNG CỦA MẬT ĐỘ, SỐ DẢNH CẤY/KHÓM VÀ MỨC PHÂN BÓN N3 ĐẾN MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG SINH HỌC CỦA GIỐNG LÚA NẾP PHU THÊ TRONG VỤ XUÂN NĂM 2013 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Di truyền học Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình triển khai đề tài tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ quý báu của các cá nhân và đơn vị. Tôi xin chân thành cảm ơn: - Các thầy cô khoa Sinh – KTNN Trƣờng Đại sƣ phạm Hà Nội 2 - Gia đình ông Nguyễn Văn Giang, HTX Đồng Xuân – Phƣờng Đồng Xuân – TX Phúc Yên – Vĩnh Phúc đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho việc triển khai đề tài. - Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn TS Đào Xuân Tân Trƣởng phòng Chuyển giao công nghệ Viện nghiên cứu Hợp tác KHKT Châu Á – Thái Bình Dƣơng (IAP) và TS Phạm Xuân Liêm Viện KHTN Nông nghiệp Việt Nam (VASS) Ngƣời hƣớng dẫn khoa học đã giành nhiều thời gian và tâm huyết chỉ bảo tôi trong thời gian hoàn thành đề tài. Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ, động viên tôi trong thời gian thực tập. Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2014 Sinh viên Đào Thị Thủy LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chƣa hề sử dụng trong các đề tài khác. Các thông tin tài liệu trình bày trong luận văn này đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc. Sinh viên Đào Thị Thủy MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ...................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................. 2 3. Nội dung nghiên cứu............................................................................................... 2 4. Ý nghĩa ....................................................................................................................... 2 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 3 1.1. Nguồn gốc cây lúa ............................................................................................... 3 1.2. Phân loại cây lúa................................................................................................... 3 1.2.1. Phân loại theo đặc điểm cây lúa ...................................................... 3 1.2.2. Phân loại theo yêu cần sinh thái ...................................................... 4 1.3. Giá trị kinh tế của cây lúa .................................................................................. 4 1.4. Đặc điểm sinh học cây lúa ................................................................................. 4 1.4.1. Đời sống cây lúa............................................................................... 4 1.4.2. Đặc điểm hình thái của cây lúa........................................................ 5 1.5. Đặc điểm cây lúa nếp .......................................................................................... 7 1.6. Kỹ thuật canh tác lúa ........................................................................................... 7 1.6.1. Mật độ cấy ........................................................................................ 7 1.6.2. Số dảnh cấy .................................................................................... 10 1.6.3. Ảnh hưởng của phân bón đến các đặc tính nông sinh học của cây lúa ............................................................................................................. 11 1.7. Một số thành tựu về chọn tạo giống lúa ....................................................... 14 1.7.1. Nước ngoài ..................................................................................... 14 1.7.2. Trong nước ..................................................................................... 14 Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 16 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................................... 16 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................. 17 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................. 17 2.3.1. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng ............................................ 17 2.3.2. Phương pháp thu thập số liệu ........................................................ 18 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 20 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 21 3.1. Đặc điểm một số tính trạng nông sinh học .................................................. 21 3.1.1. Chiều cao cây ................................................................................. 21 3.1.2. Số lá/cây ......................................................................................... 23 3.1.3. Chiều dài và chiều rộng lá đòng .................................................... 24 3.1.4 Khả năng đẻ nhánh ......................................................................... 27 3.1.5. Chiều dài bông ............................................................................... 29 3.1.6. Lá công năng ................................................................................. 30 3.1.7. Một số đặc điểm nông sinh học khác ............................................. 33 3.2. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất .............................................. 34 3.2.1. Số bông/khóm ................................................................................. 34 3.2.2. Tổng số hạt/bông ............................................................................ 36 3.2.3. Số hạt chắc/bông và tỉ lệ hạt chắc /bông ....................................... 38 3.2.4. Khối lượng hạt 1000 hạt (P1000) ..................................................... 39 3.2.5. Năng suất lý thuyết (NSLT) ............................................................ 41 3.3. Thời gian sinh trƣởng ........................................................................................ 42 Chƣơng 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 44 4.1. Kết luận................................................................................................................. 44 4.1.1. Một số tính trạng nông sinh học .................................................... 44 4.1.2. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất................................ 44 4.2. Kiến nghị .............................................................................................................. 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 45 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐHSP: Đại học Sƣ phạm. HTX: Hợp tác xã. KTNN: Kỹ thuật nông nghiệp KHTN: Khoa học tài nguyên. NN&PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn. NSLT: Năng suất lý thuyết. NXB: Nhà xuất bản. TGST: Thời gian sinh trƣởng. TX: Thị xã. IRRI: International Rice Reseach Institule (Viện nghiên cứu lúa Quốc tế) MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Lúa gạo đƣợc xem là loại cây trồng mùa vụ chính quan trọng nhất ở Việt Nam. Sự hình thành và phát triển ngành sản xuất lúa gạo ở nƣớc ta có lịch sử truyền thống lâu đời và có ảnh hƣởng lớn đến đời sống của ngƣời dân. Việt Nam có khoảng 9,3 triệu ha đất nông nghiệp, phần lớn diện tích đất dành cho trồng lúa là chính khoảng 4,3 triệu ha (chiếm khoảng 46% diện tích đất nông nghiệp). Năm 2009 diện tích canh tác lúa có khoảng 7,44 triệu ha, năm 2011 tăng lên 0,21 triệu ha (7,65 triệu ha). Năm 2012 theo số liệu ƣớc tính năng suất có thể đạt mức cao nhất từ trƣớc đến nay là 5,6 tấn/ha [10]. Cây lúa không chỉ mang lại sự no đủ mà còn trở thành một nét đẹp trong đời sống văn hoá tinh thần của ngƣời Việt. Là cây trồng quan trọng nhất thuộc nhóm ngũ cốc, lúa cũng là cây lƣơng thực chính của ngƣời dân Việt Nam nói riêng và ngƣời dân châu Á nói chung. Cây lúa, hạt gạo đã trở nên thân thuộc gần gũi đến mức từ bao đời nay ngƣời dân Việt Nam coi đó là một phần không thể thiếu trong cuộc sống. Từ những bữa cơm đơn giản đến các bữa tiệc sang trọng, không thể thiếu sự góp mặt của hạt lúa, chỉ có điều, nó đƣợc chế biến dƣới dạng này hoặc dạng khác. Cùng với sự phát triển của cây lúa tẻ thì cây lúa nếp đã chiếm một phần quan trọng trong đời sống của nông dân Việt Nam cũng nhƣ một số quốc gia trên thế giới. Lúa nếp từ lâu đã có vai trò quan trọng trong đời sống của nhân dân ta cũng nhƣ trên thế giới. Lúa nếp không chỉ là cây lƣơng thực mà còn có giá trị kinh tế cao. Mặt khác lúa nếp là nguyên liệu quan trọng của các ngành công nghiệp thực phẩm, sản xuất rƣợu. Nhƣng các giống lúa nếp cổ truyền thƣờng có năng suất thấp, chỉ cấy đƣợc 1 vụ trong năm. Lúa nếp đƣợc trồng từ rất lâu đời và đƣợc sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau nhƣ: nấu xôi, làm các loại bánh trƣng, bánh dày, bánh dẻo, làm đồ uống nhƣ rƣợu và nhiều loại đồ ăn khác, đó là những thứ không thể thiếu trong 1 các dịp lễ, tết. Lúa nếp đã góp phần làm nên hƣơng vị độc đáo, giàu tính nhân văn của văn hóa ẩm thực Việt Nam. Góp phần nghiên cứu các biện pháp tăng năng suất cây lúa nếp, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hƣởng của mật độ cấy, số dảnh cấy khóm và mức phân bón N3 đến một số đặc tính nông sinh học của giống lúa nếp Phu Thê trong vụ xuân năm 2013”. 2. Mục đích nghiên cứu Xác định ảnh hƣởng của mật độ cấy (35/m2; 40/m2; 45/m2; 50/m2), số dảnh cấy/ khóm (1; 2) và mức phân bón N3 đến sự biến đổi một số đặc tính nông sinh (cụ thể là các chỉ tiêu hình thái, sinh trƣởng, phát triển) của giống lúa nếp Phu Thê. 3. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu biểu hiện một số đặc tính nông sinh học của giống lúa nếp Phu Thê trong vụ xuân 2013. Dự kiến nghiên cứu sẽ tiến hành khảo sát 20 chỉ tiêu sau: - Chiều cao cây lúa. - Màu râu. - Số lá/ cây. - Màu sắc vỏ trấu. - Chiều dài lá đòng. - Độ cứng cây. - Chiều rộng lá đòng. - Sắc tố antoxian trên đốt. - Khả năng đẻ nhánh. - Màu sắc và hình dạng thìa lìa. - TGST. - Số hạt/ bông. - Chiều dài bông lúa. - Số hạt chắc/ bông, tỉ lệ hạt chắc/bông. - Chiều dài lá công năng. - P1000 hạt. - Chiều rộng lá công năng. - Màu sắc và hình dạng thìa lìa. - Màu sắc vỏ cám. - Số bông/khóm. 4. Ý nghĩa: - Nghiên cứu là căn cứ để xác định mật độ cấy, số dảnh cấy/khóm và lƣợng phân bón N3 thích hợp cho giống lúa nếp Phu Thê. Góp phần xây xây dựng quy trình sản xuất đại trà giống lúa nếp Phu Thê trên vùng đất Xuân Hòa – Phúc Yên – Vĩnh Phúc. 2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nguồn gốc cây lúa Việc thuần hóa cây lúa dại thành lúa trồng (Oryza savatia.L) cùng với việc xuất hiện nghề trồng lúa (Oryza sativa), đây là một trong những sự kiện lịch sử của loài ngƣời. Đã có nhiều nghiên cứu về cây lúa nhƣng có nhiều quan điểm khác nhau về nguồn gốc của nó, tuy vậy các nhà khoa học đều đã đi đến một kết luận chung là: Đông Nam Châu Á là nơi bắt nguồn của cây lúa. Đây là vùng có diện tích lúa trồng tập trung và có diện tích lớn trên thế giới, có điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa thích hợp cho sự phát triển của cây lúa, đồng thời đây có nhiều loại lúa dại là tổ tiên các loài lúa trồng hiện nay nhƣ: Oryza fatia, Oryza offciadis, Oryza minuta...[1]. 1.2. Phân loại cây lúa 1.2.1. Phân loại theo đặc điểm cây lúa Lúa trồng (Oryza sativa) thuộc bộ hào thảo (Graminales), họ hòa thảo (Graminacea), chi Oryza. Chi Oryza hiện nay phân bố rộng trên thế giới với 28 loài, đa số sống một năm, trong đó có 2 loài lúa trồng là: - O. sativa: trồng phổ thông trên thế giới. - O. glaberrima: trồng phổ thông ở một số nƣớc Châu. Việc phân loại lúa trồng có nhiều quan điểm khác nhau:  Theo Kikawa và Kota (1930) đã chia O. Sativa thành 2 loài phụ: - O. Sativa. L. sub. sp. Japonica (loài phụ Nhật Bản). - O. Sativa. L. sub. sp. India (loài phụ Ấn Độ).  Theo Gustchin (1934 – 1943): chia O. Sativa thành 3 loài phụ là : India, Japonica, và Javanica. 3  Theo Hoàng Thị Sản – 1999: O. Sativa đƣợc chia thành 2 thứ: - O. Sativa. L. Var. Utilissma A. Camus: Lúa tẻ. - O. Sativa. L. Var. Gulutinosa: Lúa nếp. 1.2.2. Phân loại theo yêu cần sinh thái Theo địa hình đất, điều kiện cung cấp nƣớc, có thể chia lúa trồng thành 2 loại: lúa cạn và lúa nƣớc. Theo thời gian gieo trồng, gặt hái trong năm, có thể chia lúa trồng thàng 3 loài: lúa mùa, lúa chiêm và lúa xuân. 1.3. Giá trị kinh tế của cây lúa Lúa là một trong những loài cây gắn liền với đời sống nhân dân nhiều nƣớc trên thế giới. Nó là một trong 3 cây lƣơng thực chính trên thế giới, đó là: lúa mì, lúa gạo và ngô. Theo số liệu cụ thể lúa gạo có ảnh hƣởng đến 65% đời sống của dân số thế giới [6]. Mặt khác, lúa gạo còn đƣợc sử dụng làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, làm nguyên liệu để sản xuất ra các mặt hàng công nghiệp, góp phần làm tăng thu nhập quốc dân. Năm 2013, Việt Nam là nƣớc xuất khẩu gạo đứng thứ 3 thế giới đạt 6,74 triệu tấn là một trong năm quốc gia xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới [13]. 1.4. Đặc điểm sinh học cây lúa 1.4.1. Đời sống cây lúa 1.4.1.1. Thời gian sinh trưởng (TGST) TGST của cây lúa từ khi nẩy mầm đến khi chín kéo dài từ 90 – 180 ngày, tuy vào giống và môi trƣờng sinh trƣởng. Trong thời gian này cây lúa hoàn thành các giai đoạn sinh trƣởng sinh dƣỡng và sinh trƣởng sinh thực. Xét về mặt nông học, chia đời sống cây lúa làm 3 giai đoạn: giai đoạn sinh trƣởng sinh dƣỡng, giai đoạn sinh trƣởng sinh thực và giai đoạn chín. TGST của cây lúa phụ thuộc và giống, kĩ thuật canh tác và điều kiện môi trƣờng. Ví dụ: PD2 ở vụ xuân TGST là 150 – 158 ngày, còn vụ mùa là 118 – 122 ngày (có thể do thời tiết và giống). 4 Nắm đƣợc quy luật sinh trƣởng của cây lúa là cơ sở để chúng ta xác đinh thời vụ gieo cấy, cũng nhƣ xây dựng kế hoạch thâm canh tăng vụ [8]. 1.4.1.2. Các thời kì sinh trưởng của cây lúa Trong toàn bộ đời sống cây lúa có thể chia làm 3 thời kì chủ yếu là: thời kì sinh trƣởng sinh dƣỡng, thời kì sinh trƣởng sinh thực và thời kì chín. - Thời kì sinh trƣởng sinh dƣỡng: là thời kì đƣợc tính từ khi gieo cấy đến khi làm đòng. Ở thời kì này, cây lúa chủ yếu hình thành và phát triển cơ quan sinh dƣỡng nhƣ: rễ, thân, lá, đẻ nhánh... - Thời kì sinh trƣởng sinh thực: là thời kì cây lúa hình thành hoa, tập hợp nhiều hoa thành bông lúa. Nếu chăm sóc chu đáo, thời kì thứ nhất đã đẻ nhánh, thới tiết thuận lợi thì số hoa của bông lúa sẽ đƣợc hình thành tối đa, tiền đề để có nhiều hạt trên một bông. Cả hai thời này đều phát triển ảnh hƣởng đến nhau, thời kì sinh trƣởng sinh dƣỡng ảnh hƣởng đến việc hình thành số bông, thời kì sinh trƣởng sinh thực ảnh hƣởng đến số hạt trên bông, tỷ lệ hạt chắc/bông, hạt lép/bông, trọng lƣợng 1000 hạt (P1000) ... - Thời kì chín: hoa lúa đƣợc thụ tinh xảy ra quá trình tích lũy tinh bột và sự phát triển hoàn thiện của phôi. Nếu dinh dƣỡng đủ, không bị sâu bệnh phá hoại, thời tiết thuận lợi thì các hoa đã đƣợc thụ tinh phát triển thành hạt chắc – sản phẩm chủ yếu của cây lúa [8]. 1.4.2. Đặc điểm hình thái của cây lúa - Rễ lúa: thuộc loại rễ chùm, gồm: + Rễ chính: là rễ hình thành từ phôi hạt sau khi nảy mẩm, chỉ có một rễ không phân nhánh, phát triển một thời gian dài rồi teo đi. + Rễ phụ: là rễ hình thành từ các mắt đốt gốc của thân cây (thân mẹ và thân nhánh). Trên rễ phụ mọc ra các rễ nhỏ, rễ chính sau khi phát triển một thời gian thì rễ phụ mới mọc ra làm nhiệm vị chính trong việc hút các chất dinh dƣỡng cung cấp cho cây. 5 + Rễ bất định: là một loại rễ phụ đƣợc hình thành ở các đốt phía trên cao của thân. Chức năng của rễ bất định là tham gia vào việc hút chất dinh dƣỡng nhƣng giữ vai trò không lớn. - Thân lúa: Thân lúa có hình ống tròn, gồm các đốt đặc và gióng rỗng. Số lƣợng của đốt và gióng tùy từng giống, số gióng và chiều dài gióng làm thành chiều cao cây giữ cho cây đứng vững, độ dày và chiều dài gióng tùy theo vị trí trên thân. Thân lúa thời kỳ đẻ nhánh là thân giả, thời kỳ làm đốt trở đi là thân thật. Chức năng của thân lúa là vẫn chuyển, dự trữ nƣớc và muối khoáng lên lá để quang hợp, vận chuyển oxi và các sản phẩm quang hợp từ lá tới các bộ phận khác. - Lá lúa: Lá lúa đƣợc sinh ra từ các mầm lá ở các đốt thân mọc ra ở hai bên thân chính. Có hai loại lá lúa: + Lá lúa không hoàn toàn (lá bao) là loại lá chỉ có bẹ. Lá ôm lấy thân, phát triển ngay sau khi hạt nảy mầm. + Lá lúa hoàn toàn (lá thật) là loại lá có bẹ lá, phiến lá, tai lá, cổ lá, thìa lìa. Lá lúa là trung tâm hoạt động sinh lý của cây lúa: quá trình quang hợp, hô hấp, tích lũy chất khô. Bẹ lá giúp thân lúa chống đổ và làm nhiệm vụ nhƣ một kho dự trữ đƣờng, tinh bột tạm thời trƣớc khi trổ bông. Bông lúa: gồm cuống bông, cổ bông, thân bông, gié, hoa, hạt. + Cuống bông: là gióng trên cùng của cây lúa, phần cuối của thân bông. + Cổ bông: là đốt nối giữa cuống bông với thân bông. + Thân bông: có từ 5 – 10 đốt, mỗi đốt mọc một gié chính (gié cấp 1), trên gié cấp 1 có các gié cấp 2. Mỗi gié cấp 1 và gié cấp 2 lại chia ra nhiều chẽn, mỗi chẽn đính một hoa. + Hoa lúa: là hoa lƣỡng tính. Gồm: đế hoa, lá bắc, vảy cá, 6 nhị và 2 nhụy. 6 + Hạt thóc gồm nội nhũ và phôi, nội nhũ chiếm phần lơn hạt gạo. Phôi gồm rễ phôi, trụ phôi. Chức năng của bông lúa là dự trữ các chất đƣờng, tinh bột đƣợc con ngƣời và vật nuôi sử dụng, là cơ quan duy trì đời sống cây lúa ở các thế hệ sau [8]. 1.5. Đặc điểm cây lúa nếp Lúa tẻ là loại cây xuất hiện sớm nhất và là nguồn gốc của nhiều loại lúa hiện nay. Lúa nếp xuất hiện cũng có thể từ lúa tẻ do tập quán canh tác của từng địa phƣơng tạo nên. Lúa tẻ khác với lúa nếp chủ yếu ở độ trong, dẻo và độ thơm của hạt. Khi đem phân tích hiển vi thành phần hóa học của lúa tẻ và lúa nếp thì ta thấy chúng có sự khác nhau về thành phần tinh bột. Hạt gạo của lúa nếp chứa đến 80% tinh bột mạch nhánh còn hạt gạo của lúa tẻ không có hoặc có rất ít tinh bột mạch nhánh mà hầu hết là tinh bột có cấu tạo mạch thẳng. Bởi lẽ đó mà gạo nếp dỏe hơn, thơm hơn, ăn ngon miệng hơn. Ngoài ra ở lúa nếp lƣợng lipit, protein cao hơn ở gạo tẻ. Vì vậy giá trị kinh tế của nó cũng cao hơn gạo tẻ. Một đặc điểm nữa là hàm lƣợng protein cao hơn hẳn so với gạo tẻ. Protein của lúa tẻ chỉ khoảng 5 – 6% nhƣng ở lúa nếp là 8 – 9%. Trong đó có nhiều axit amin cần thiết cho cơ thể. 1.6. Kỹ thuật canh tác lúa 1.6.1. Mật độ cấy 1.6.1.1. Mật độ cấy ảnh hưởng tới sự sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng lúa Mật độ là một kỹ thuật làm tăng khả năng quang hợp của cá thể và quần thể ruộng lúa, do tăng khả năng tiếp nhận ánh sáng, tạo số lá và chỉ số diện tích lá thích hợp cho cá thể và quần thể ruộng lúa, ảnh hƣởng đến khả năng đẻ nhánh và số nhánh hữu hiệu/khóm, khả năng chống chịu sâu bệnh… từ đó mà ảnh hƣởng mạnh mẽ đến năng suất lúa [9]. Bùi Huy Đáp (1999) [2] cho rằng: đối với lúa cấy, số lƣợng tuyệt đối về số nhánh thay đổi nhiều qua các mật độ nhƣng tỷ lệ nhánh có ích giữa các mật độ lại không thay đổi nhiều. Theo tác giả thì các nhánh đẻ của cây lúa không phải nhánh 7 nào cũng cho năng suất mà chỉ những nhánh đạt đƣợc thời gian sinh trƣởng và số lá nhất định mới thành bông. Về khả năng chống chịu sâu bệnh đã có rất nhiều nghiên cứu của nhiều tác giả và đều chung nhận xét rằng: gieo cấy với mật độ dầy sẽ tạo môi trƣờng thích hợp cho sâu bệnh phát triển vì quần thể ruộng lúa không đƣợc thông thoáng, các lá bị che khuất lẫn nhau nên bị chết lụi đi nhiều. Một trong những biện pháp canh tác phòng trừ sâu bệnh và cỏ dại trong nông nghiệp là gieo cấy với mật độ thích hợp với từng giống lúa, tránh gieo cấy quá dầy sẽ tạo điều kiện cho bệnh khô vằn, bệnh đạo ôn và rầy nâu phát triển mạnh. Mật độ và năng suất lúa có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Việc tăng mật độ cấy trong giới hạn nhất định thì năng suất sẽ tăng. Vƣợt quá giới hạn đó thì năng suất sẽ không tăng mà thậm chí có thể giảm đi. Theo Nguyễn Văn Hoan (1995) [4] thì trên một đơn vị diện tích nếu mật độ càng cao thì số bông càng nhiều, song số hạt trên bông càng ít. Tốc độ giảm số hạt/bông mạnh hơn tốc độ tăng của mật độ, vì thế cấy quá dầy sẽ làm cho năng suất giảm nghiêm trọng. Tuy nhiên nếu cấy mật độ quá thƣa đối với các giống có thời gian sinh trƣởng ngắn rất khó hoặc không đạt đƣợc số bông tối ƣu. Về ảnh hƣởng của mật độ cấy đến khối lƣợng 1000 hạt, Bùi Huy Đáp (1999) [2] đã chỉ ra rằng khồi lƣợng 1000 hạt ở các mật độ từ cấy thƣa đến cấy dày không thay đổi nhiều. Theo Trƣơng Đích (1999) [3], mật độ cấy còn phụ thuộc vào mùa vụ và giống: vụ xuân hầu hết các giống cải tiến cấy mật độ thích hợp 45 – 50 khóm/m2 nhƣng vụ mùa thì cấy 55 – 60 khóm/m2. 1.6.1.2. Những kết quả nghiên cứu về mật độ cấy ở Việt nam Mật độ cấy luôn là vấn đề đƣợc quan tâm của bà con nông dân, từ rất lâu vấn đề cấy thƣa hay cấy dầy thì tốt hơn luôn là hai quan điểm đƣợc tranh nhiều nhất. Cho đến nay các nhà khoa học đã nghiên cứu và chỉ ra rằng: cấy dầy hợp lý làm tăng năng suất rõ rệt. Tuỳ theo chất đất, tuổi mạ, giống lúa, tập quán canh tác, mức phân bón, thời vụ mà xác định mật độ cấy cho phù hợp. 8 Theo Nguyễn Công Tạn, Ngô Thế Dân, Hoàng Tuyết Minh, Nguyễn Thị Trâm, Nguyễn Trí Hoàn, Quách Ngọc Ân (2002) [11], các giống lai có thời gian sinh trƣởng trung bình có thể cấy thƣa ví dụ Bắc ƣu 64 có thể cấy 35 khóm/m2. Các giống có thời gian sinh trƣởng ngắn nhƣ Bồi tạp Sơn thanh, Bồi tạp 77 cần cấy dày 40 – 45 khóm/m2. Nhiều kết quả nghiên cứu xác định rằng trên đất giàu dinh dƣỡng mạ tốt thì chúng ta cần chọn mật độ thƣa, nếu mạ xấu cộng đất xấu nên cấy dày. Để xác định mật độ cấy hợp lý ta có thể căn cứ vào 2 thông số là: Số bông cần đạt/m2 và số bông hữu hiệu/khóm. Từ 2 thông số trên có thể xác định mật độ cấy phù hợp theo công thức: 2 Mật độ (khóm/m ) = Số bông/m2 Số bông hữu hiệu/khóm Theo Nguyễn Công Tạn, Ngô Thế Dân, Hoàng Tuyết Minh, Nguyễn Thị Trâm, Nguyễn Trí Hoàn, Quách Ngọc Ân (2002) [11] thì sử dụng mạ non để cấy (mạ chƣa đẻ nhánh) thì sau cấy, lúa thƣờng đẻ nhánh sớm và nhanh. Nếu cần đạt 9 bông hữu hiệu/ khóm với mật độ 40 khóm/m2, chỉ cần cấy 3 – 4 dảnh, mỗi dảnh đẻ 2 nhánh là đủ, nếu cấy nhiều hơn, số nhánh đẻ có thể tăng nhƣng tỷ lệ hữu hiệu giảm. Khi sử dụng mạ thâm canh, mạ đã đẻ 2 – 5 nhánh thì số dảnh cấy phải tính cả nhánh đẻ trên mạ. Loại mạ này già hơn 10 – 15 ngày so với mạ chƣa đẻ, vì vậy số dảnh cấy cần phải bằng số bông dự định hoặc ít nhất cũng phải đạt trên 70% số bông dự định. Sau khi cấy các nhánh đẻ trên mạ sẽ tích lũy, ra lá, lớn lên và thành bông. Thời gian đẻ nhánh hữu hiệu chỉ tập trung vào khoảng 8 – 15 ngày sau cấy. Vì vậy cấy mạ thâm canh cần có số dảnh cấy/khóm nhiều hơn cấy mạ non. Nguyễn Văn Hoan (2002) [4], cho rằng ở mật độ cấy dày trên 40 khóm/m2 thì để đạt 7 bông hữu hiệu trên khóm cần cấy 3 dảnh (nếu mạ non). Với loại mạ thâm canh số nhánh cần cấy trên khóm đƣợc định lƣợng theo số bông cần đạt nhân với 0,8. 9 Qua các kết quả nghiên cứu trên, mật độ và số dảnh cơ bản cấy/ khóm là một biện pháp kỹ thuật quan trọng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ điều kiện thời tiết, khí hậu, dinh dƣỡng của đất, đặc điểm của giống và khả năng thâm canh của từng vùng, từng vụ gieo cấy… Cần bố trí mật độ và số dảnh cấy/khóm một cách hợp lý để có đƣợc diện tích lá cao thích hợp, phân bố đều trên diện tích đất sẽ tận dụng đƣợc tối đa nguồn năng lƣợng ánh sáng mặt trời, đó là biện pháp nâng cao năng suất lúa có hiệu quả cao nhất. Đồng thời khi bố trí đƣợc số dảnh cấy trên đơn vị diện tích hợp lý (đặc biệt là đối với lúa lai) còn tiết kiệm đƣợc hạt giống, công lao động và các chi phí khác góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho sản xuất lúa hiện nay. Một trong các yếu tố ảnh hƣởng đến năng suất của các giống lúa là mật độ cấy và mức phân bón. Qua nghiên cứu các tác giả đều thấy rằng, không có mật độ cấy và các mức phân bón chung cho mọi giống lúa, mọi điều kiện. Nói chung các giống lúa càng ngắn ngày cần cấy dày nhƣ các giống lúa có thời gian sinh tƣởng từ 75 – 90 ngày nên cấy mật độ 40 – 50 khóm/m2. Những giống lúa đẻ nhánh khỏe, dài ngày cây cao trong những điều kiện thuận lợi cho lúa phát triển thì cấy mật độ thƣa hơn. Trong vụ mùa nên cấy 25 – 35 khóm/m2, trong vụ xuân nên cấy từ 45 – 50 khóm/m2. Mỗi khóm lúa nên cấy vài ba dảnh. Trong trƣờng hợp mạ tốt và chăm sóc tốt, cấy 1 dảnh cho đỡ tốn mạ mà vẫn đạt đƣợc năng suất và chất lƣợng hạt cao. Đối với các giống lúa mẫn cảm với chu kỳ ánh sáng thì mật độ cấy có thể 15 – 25 khóm/m2 và thƣa hơn. 1.6.2. Số dảnh cấy Theo Nguyễn Văn Hoan, số dảnh cấy/khóm phụ thuộc trƣớc hết vào số bông cần đạt/m2 và căn cứ vào mật độ đã chọn để đƣợc số bông theo ý muốn [4]. Mỗi khóm lúa, ngƣời ta có thể cấy từ 2 – 4 dảnh mạ, có thể cấy đến 5 – 6 dảnh mạ/khóm. Có thể lý giải, cấy nhiều dảnh cũng là để phòng khi gặp điều kiện bất thuận, ruộng lúa bị úng hoặc bị phá hại, mất khoảng những dảnh lúa sẽ đƣợc tách ra cấy bù vào những khoảng trống đó và còn tùy thuộc vào giống (giống có khả năng đẻ nhánh nhiều hay ít). Hiện nay, số dảnh cấy trên một khóm lúa thƣờng là từ 2 – 3 dảnh.Trong thực tế không có sự khác nhau rõ rệt về năng suất giữa cấy một dảnh và 2 – 3 dảnh nếu nhƣ cây mạ không chết. 10 1.6.3. Ảnh hưởng của phân bón đến các đặc tính nông sinh học của cây lúa 1.6.3.1. Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa và vai trò của phân bón Nhu cầu dinh dƣỡng của cây lúa hay nói cách khác là các chất dinh dƣỡng cần thiết, không thể thiếu đƣợc đối với sự sinh trƣởng và phát triển của cây lúa bao gồm: đạm (N), lân (P), kali (K), vôi, sắt, kẽm, đồng, magiê, mangan, mô-líp-đen, bo, silic, lƣu huỳnh và các-bon, ô-xy, hyđrô. Tất cả các chất trên đây (trừ các-bon, ô-xy, hyđrô) phân bón đều có thể cung cấp đƣợc. Có nhiều chất dinh dƣỡng khoáng mà cây lúa cần, nhƣng 3 yếu tố dinh dƣỡng mà cây lúa cần với lƣợng lớn là: đạm, lân và kali là những chất cần thiết cho những quá trình sống diễn ra trong cây lúa. Các nguyên tố khoáng còn lại, cây lúa cần với lƣợng rất ít và hầu nhƣ đã có sẵn ở trong đất, nếu thiếu thì tuỳ theo điều kiện cụ thể mà bón bổ sung. Phân bón có vai trò tối quan trọng trong quá trình sinh trƣởng, phát triển của cây lúa, nó cần thiết cho suốt quá trình phát triển, từ giai đoạn mạ cho đến lúc thu hoạch. Cùng với các yếu tố năng lƣợng khác, phân bón cung cấp cho cây là nguồn nguyên liệu để tái tạo ra các chất dinh dƣỡng nhƣ: tinh bột, chất đƣờng, chất béo, prôtêin… Ngoài ra chúng còn giữ vai trò duy trì sự sống của toàn bộ cây lúa, không có nguồn dinh dƣỡng thì cây lúa sẽ chết, không thể tồn tại. 1.6.3.2. Vai trò của phân đạm Đạm đóng vai trò quan trọng trong đời sống cây lúa, nó giữa vị trí đặc biệt trong việc tăng năng suất lúa. Tại các bộ phận non của cây lúa có hàm lƣợng đạm cao hơn các các bộ phận già. Đạm là một trong những nguyên tố hóa học cơ bản của cây lúa, đồng thời cũng là yếu tố cơ bản trong quá trình phát triển của tế bào và các cơ quan rễ, thân, lá... Đạm có tác dụng mạnh trong thời gian đầu sinh trƣởng và tác dụng rõ rệt nhất của đạm đối với cây lúa là làm tăng hệ số diện tích lá và tăng nhanh số nhánh đẻ. Tuy nhiên hiệu suất quang hợp và hiệu suất nhánh đẻ hữu hiệu có ngƣỡng nhất định nên khi sử dụng đạm cần phải chú ý điều chỉnh lƣợng bón và thời điểm bón đạm cho cây lúa. Nếu thiếu đạm, cây lúa thấp, đẻ nhánh kém, phiến lá nhỏ, hàm lƣợng diệp lục giảm, lá lúa ngả màu vàng và lúa sẽ trỗ sớm hơn, số bông và số lƣợng hạt ít hơn, năng suất lúa bị giảm. 11 Nếu bón nhiều đạm và trong điều kiện ruộng thừa chất dinh dƣỡng thì cây lúa thƣờng dễ hút đạm, dinh dƣỡng thừa đạm sẽ làm cho lá lúa to, dài, phiến lá mong, nhánh lúa đẻ vô hiệu nhiều, lúa sẽ trỗ muộn, cây cao vóng dẫn đến hiện tƣợng lúa lốp, đổ non dẫn đến năng suất, hiệu suất lúa không cao. Cây lúa hút đạm nhiều nhất vào hai thời kỳ: thời kỳ đẻ nhánh và thời kỳ làm đòng.  Nhu cầu về đạm của cây lúa ở từng mùa vụ: Nhu cầu về đạm của cây lúa ở từng mùa vụ là khác nhau nên việc sử dụng phân đạm cũng khác nhau. Ở vụ mùa: cây lúa cao, bộ lá rậm rạp, che khuất lẫn nhau nên việc tạo chất dinh dƣỡng trong lá bị giảm. Vào mùa mƣa, nguồn năng lƣợng ánh sáng ở bên trên và trong ruộng lúa thấp nên hầu nhƣ cây lúa không dùng hết lƣợng phân bón để tạo hạt. Hơn nữa, mƣa nhiều trong vụ mùa cũng là nguồn bổ sung phân bón, phân đạm cho cây lúa, vụ mùa nên bón một lƣợng phân bón vừa phải. Ở vụ chiêm: cây lúa thấp và ít nhánh, năng lƣợng ánh sáng nhiều hơn vụ mùa. Ngoài việc trong vụ xuân có thể cấy dày hơn thì việc bón lƣợng phân đạm nhiều hơn là điều cần thiết. Với lƣợng ánh sáng nhiều, bón phân đạm trong vụ xuân sẽ làm tăng đƣợc số nhánh đẻ, diện tích bộ lá cao sẽ tạo cho tốc độ tạo chất dinh dƣỡng của cây lúa cao và hiệu quả hơn, số nhánh đẻ thêm do bón đạm cũng hƣờng hữu hiệu vì ít bị che rợp. Nhƣ vậy nên bón nhiều, tăng lƣợng phân đạm cũng nhƣ các loại phân bón khác cho cây lúa trong vụ xuân, nhƣng vẫn phải lƣu ý đến hiệu suất để cân nhắc lƣợng đạm bón cho lúa. Việc bón phân đúng lƣợng sẽ cho hiệu quả và thu nhập cao nhất, với bất kỳ mùa vụ nào cũng phải cân nhắc lƣợng đạm bón cho lúa sao cho vừa đủ lƣợng. Lƣợng đạm vừa đủ trong đất làm tăng diện tích lá, số chồi, làm tăng năng suất lúa. Quá nhiều phân đạm trong đất sẽ làm cây tăng trƣởng mạnh, cây bị ngã đổ do nhận đƣợc ít ánh sáng, còn ở thời kỳ sinh sản, bón quá nhiều đạm sẽ làm tăng số hạt lép và tạo nhiều chồi con. Nếu không đủ lƣợng đạm thì cây lúa sinh trƣởng phát triển kém cũng không thể cho năng suất cao. 12  Cách sử dụng phân đạm hiệu quả Lƣợng phân đạm bón cho cây lúa chỉ đƣợc cây hấp thụ khoảng 40%, lƣợng 60% còn lại thì 40% bị mất đi do bốc hơi, rửa trôi... và 20% còn lại thì lƣu giữ trong đất có thể một phần đƣợc vụ tiếp theo sử dụng). Vì vậy phải có cách bón để sao cho cây lúa hấp thụ đƣợc nhiều nhất bằng cách: điều chỉnh lƣợng đạm bón ở các mùa vụ khác nhau, đối với các chân đất, giống lúa khác nhau và vào thời điểm nào cho thích hợp... Việc bón phân đạm đúng lƣợng sẽ cho hiệu quả cao nhất. Lƣợng phân đạm cần bón còn phụ thuộc vào giá cả, hiệu quả tăng năng suất và tùy theo từng loại giống lúa. Việc bón phân đúng lƣợng sẽ cho thu nhập cao nhất. Để sử dụng phân đạm cho lúa một cách có hiệu quả nhất cần áp dụng đồng bộ các yếu tố: lƣợng phân và mùa vụ, lƣợng phân và giống, cách bón và thời điểm bón thì chắc chắn sẽ cho một hiệu quả cao nhất. Lƣợng phân đạm bón cho cây lúa phải thích hợp: lƣợng phân bón thích hợp phụ thuộc vào mùa vụ gieo cấy, độ màu mỡ của đất, tiềm năng năng suất của giống lúa, giá cả phân bón, thời gian và cách bón phân. Ngoài việc phải tuân thủ theo quy trình kỹ thuật của các giống lúa, còn phải quan sát, cân nhắc lƣợng và thời điểm bón phân đạm dựa vào chân đất, thời tiết và màu sắc bộ lá lúa (dùng bảng so màu lá lúa). Bón phân đúng giai đoạn sinh trƣởng của cây lúa: yêu cầu về đạm của cây lúa thay đổi theo thời gian sinh trƣởng. Cây lúa cần nhiều đạm trong thời kỳ đẻ nhánh, nhất là thời kỳ đẻ nhánh cực đại. Khi kết thúc thời kỳ phân hóa đòng, hầu nhƣ cây lúa đã hút trên 80% tổng lƣợng đạm cho cả chu kỳ sinh trƣởng. Một trong những yếu tố quan trọng để tăng hiệu quả bón đạm cho cây lúa là cách bón, hay nói cách khác là bón đạm nhƣ thế nào. Thời điểm thích hợp nhất để bón đạm cho cây lúa vào lúc cấy và lúc cây lúa bắt đầu làm đòng, cũng không nên bón đạm cho lúa khi vừa cấy xong. Cách bón phân đạm tốt nhất là trƣớc khi cấy phân đạm đƣợc trộn với đất để cho phân đạm gần rễ hơn. 13 1.7. Một số thành tựu về chọn tạo giống lúa 1.7.1. Nước ngoài - Các nhà khoa học Nhật Bản Yamahx, Naamura (1917 – 1918) rất thành công trong xủ lý giống bằng phƣơng pháp phóng xạ, nghiên cứu ảnh hƣởng của phóng xạ ion hóa lên cây lúa [2]. - Saiu đó là Fuzui, Nadenr (1964) bằng cách sử dụng các tác nhân hóa học (Mutagen) gây đột biến. Các nhà khoa học ngƣời Liên Xô tại Đại học Mascova (1890 – 1901) đã chứng minh tác động mạnh mẽ của Mutagen có khi hơn tác động của phóng xạ [2]. - Theo FAO và IAEA năm 1960 chỉ có 7 giống cây trồng đƣợc tạo ra bằng phƣơng pháp đột biến. Đến 1965 là 30 giống, năm 1969 tại Hội thảo về vấn đề “Bản chất cấu tạo và sử dụng đột biến ở thực vật” Mike và cộng sự đã công bố 77 giống cây trồng tạo ra nhờ đột biến. Năm 1991, Maluszinsky công bố 1790 giống cây trồng đột biến, đến tháng 12 năm 1997 có 1847 giống. Năm 2009, có 3100 giống cây trồng đƣợc tạo ra nhờ đột biến [2]. 1.7.2. Trong nước Một số kết quả nghiên cứu về chọn tạo giống lúa ở Việt Nam: - Trƣờng Đại học nông nghiệp 1 Hà Nội với phƣơng pháp điều tra, thu thập, phân loại giống địa phƣơng và chọn lọc cá thể theo chu kỳ để làm vật liệu di truyền lai tạo giống lúa cho vùng núi nƣớc trời phía Bắc Việt Nam nhƣ G4, G6, G10, G13, G14, G19,G22,G24 [2]. - Chọn giống lúa lai hai dòng Việt Lai 20 của Trƣờng Đại học nông nghiệp 1 Hà Nội [2]. - Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sông Cửu Long với phƣơng pháp ứng dụng công nghệ sinh học (marker phân tử, nuôi cấy túi phấn) kết hợp với khảo nghiệm đồng ruộng để chọn tạo giống lúa ngắn ngày, năng suất cao, chất lƣợng gạo tốt nhƣ OM1490, OM2517, OM3536, OM2717, OM2718, OM3405, OM4495, OM4498, OM2514 trồng rộng rãi ở vùng sản xuất ngập lũ Đồng bằng sông Cửu Long [2]. 14