Tài liệu Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật theo hướng thâm canh lúa cải tiến (sri) trong sản xuất lúa chất lượng tại tỉnh quảng bình

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM DƯƠNG THANH NGỌC NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THEO HƯỚNG THÂM CANH LÚA CẢI TIẾN (SRI) TRONG SẢN XUẤT LÚA CHẤT LƯỢNG TẠI TỈNH QUẢNG BÌNH LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP HUẾ - 2017 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM DƯƠNG THANH NGỌC NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THEO HƯỚNG THÂM CANH LÚA CẢI TIẾN (SRI) TRONG SẢN XUẤT LÚA CHẤT LƯỢNG TẠI TỈNH QUẢNG BÌNH LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 62.62.01.10 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Hoàng Thị Thái Hòa PGS. TS. Trần Thị Lệ HUẾ - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là luận án do bản thân tôi nghiên cứu. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, khách quan, nghiêm túc và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu có gì sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm./. Huế, ngày 20 tháng 12 năm 2017 Tác giả luận án Dương Thanh Ngọc ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu luận án này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ về nhiều mặt của các tập thể, lãnh đạo các đơn vị và quý thầy, cô, các giảng viên và anh chị đồng nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Hoàng Thị Thái Hòa và PGS. TS. Trần Thị Lệ, Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm, là những giảng viên đã đã tận tình hướng dẫn khoa học và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Đại học Huế, Ban Đào tạo - Đại học Huế, Lãnh đạo Trường Đại học Nông Lâm Huế, Phòng Đào tạo Sau đại học cùng các thầy, cô giáo Khoa Nông học đã nhiệt tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên, anh chị em học viên; Lãnh đạo Sở Nông nghiệp và PTNT, Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Bình; Lãnh đạo UBND và Phòng chuyên môn thuộc huyện Bố Trạch, huyện Quảng Ninh; Công ty TNHH MTV Giống cây trồng Quảng Bình; Ban Quản trị HTX Nông nghiệp và Dịch vụ xã An Ninh, huyện Quảng Ninh; Ủy ban nhân dân xã và các hộ nông dân xã Đại Trạch, xã An Ninh đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện để bản thân triển khai, nghiên cứu đề tài. Tôi cũng xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến Lãnh đạo và viên chức Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công - Nông nghiệp Quảng Bình nơi tôi đang công tác; các doanh nghiệp liên quan, các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp đã tạo điều kiện, hỗ trợ, động viên và có nhiều ý kiến đóng góp cho việc nghiên cứu và hoàn thành luận án. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ tình cảm và lòng biết ơn lớn lao đối với những người thân trong gia đình tôi, bố mẹ, anh chị em và người vợ thân yêu đã hỗ trợ, sẽ chia công việc gia đình, động viên tôi về cả về tinh thần lẫn vật chất trong suốt thời gian nghiên cứu, thực hiện đề tài luận án. Xin trân trọng cảm ơn! Huế, ngày 20 tháng 12 năm 2017 Tác giả luận án Dương Thanh Ngọc iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN...........................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii MỤC LỤC .................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .................................................. vii DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .................................................................................. xii MỞ ĐẦU ........................................................................................................................1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ..........................................................................1 2. MỤC ĐÍCH VÀ MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ...................................................................2 2.1. Mục đích củaư đề tài .............................................................................................2 2.2. Mục tiêu của đề tài.................................................................................................2 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ............................................................2 3.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn....................................................................................................2 4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .............................................................3 5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ......................................................3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................4 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN .................................................................................................4 1.1.1. Tổng quan về hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) .....................................4 1.1.2. Giống lúa chất lượng ..........................................................................................9 1.1.3. Vai trò của mật độ trong canh tác lúa ............................................................10 1.1.4. Vai trò của phân bón đối với lúa.....................................................................11 1.1.5. Vai trò của nước đối với cây lúa .....................................................................14 1.1.6. Cơ sở khoa học của áp dụng một số biện pháp kỹ thuật theo hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) ................................................................................................15 1.1.7. Phân vùng sinh thái sản xuất lúa theo nguồn nước tưới tiêu .......................17 iv 1.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ..................................................................18 1.2.1. Tình hình sản xuất lúa và lúa chất lượng tại Việt Nam và tỉnh Quảng Bình ..............................................................................................................................18 1.2.2. Tình hình sử dụng lượng giống gieo cho lúa tại Việt Nam và Quảng Bình ..............................................................................................................................27 1.2.3. Tình hình sử dụng phân bón cho lúa tại Việt Nam và Quảng Bình ...........29 1.2.4. Tình hình sử dụng nước tưới cho lúa tại Việt Nam và Quảng Bình ..........31 1.2.5. Tình hình áp dụng hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) tại Việt Nam và Quảng Bình ..................................................................................................................32 1.3. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM ..34 1.3.1. Trên thế giới ......................................................................................................34 1.3.2. Tại Việt Nam .....................................................................................................41 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................................................................................................................48 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ...........................................................................48 2.1.1. Đất thí nghiệm...................................................................................................48 2.1.2. Cây trồng thí nghiệm........................................................................................48 2.1.3. Phân bón ............................................................................................................49 2.2. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU .................................................49 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................49 2.2.2. Thời gian nghiên cứu .......................................................................................49 2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..............................................................................49 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................................................50 2.4.1. Công thức và bố trí thí nghiệm .......................................................................50 2.4.2. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ............................................................56 2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................60 2.5. ĐIỀU KIỆN THỜI TIẾT KHÍ HẬU .................................................................61 v CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...............................63 3.1. ẢNH HƯỞNG CỦA LƯỢNG GIỐNG GIEO ĐẾN HAI GIỐNG LÚA CHẤT LƯỢNG HT1 VÀ P6 THEO HỆ THỐNG THÂM CANH LÚA CẢI TIẾN (SRI) Ở VÙNG CHỦ ĐỘNG VÀ KHÔNG CHỦ ĐỘNG NƯỚC TƯỚI 63 3.1.1. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến thời gian sinh trưởng và phát triển của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ..................................................................63 3.1.2. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến khả năng đẻ nhánh và chiều cao cây cuối cùng của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ................................................65 3.1.3. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của rễ của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ..................................................................69 3.1.4. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến tình hình sâu bệnh hại của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ...........................................................................................72 3.1.5. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 .................................................75 3.1.6. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến hiệu quả kinh tế của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 .................................................................................................83 3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA TỔ HỢP PHÂN BÓN ĐẾN HAI GIỐNG LÚA CHẤT LƯỢNG HT1 VÀ P6 THEO HỆ THỐNG THÂM CANH LÚA CẢI TIẾN (SRI) Ở VÙNG CHỦ ĐỘNG VÀ KHÔNG CHỦ ĐỘNG NƯỚC TƯỚI 86 3.2.1. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến thời gian sinh trưởng và phát triển của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ..................................................................86 3.2.2. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến khả năng đẻ nhánh và chiều cao cây cuối cùng của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ................................................88 3.2.3. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến một số chỉ tiêu về sinh trưởng của rễ của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ..................................................................92 3.2.4. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến tình hình sâu bệnh hại của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ...........................................................................................96 3.2.5. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 .................................................99 3.2.6. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến một số tính chất hóa học đất .........106 vi 3.2.7. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến hiệu quả kinh tế của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ...............................................................................................108 3.2.8. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến một số chỉ tiêu về phẩm chất gạo của hai giống lúa chất lượng ...........................................................................................110 3.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TƯỚI NƯỚC ĐẾN HAI GIỐNG LÚA CHẤT LƯỢNG HT1 VÀ P6 THEO HỆ THỐNG THÂM CANH LÚA CẢI TIẾN (SRI) TẠI VÙNG CHỦ ĐỘNG NƯỚC TƯỚI ..........................................114 3.3.1. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 .....................114 3.3.2. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến khả năng đẻ nhánh và chiều cao cây cuối cùng của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ..............................................115 3.3.3. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến một số chỉ tiêu về sinh trưởng của rễ của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ................................................................117 3.3.4. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến tình hình sâu bệnh hại của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 .........................................................................................118 3.3.5. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ...............................................120 3.3.6. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến hiệu quả kinh tế của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ...............................................................................................123 3.3.7. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến số lần tưới và tổng lượng nước tưới của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ................................................................124 3.4. KẾT QUẢ XÂY DỰNG MÔ HÌNH SẢN XUẤT LÚA ..............................125 3.4.1. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất ..............................................125 3.4.2. Hiệu quả kinh tế của mô hình sản xuất ........................................................128 3.4.3. Phát thải khí CH4, N2O ..................................................................................129 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.............................................................134 4.1. KẾT LUẬN ........................................................................................................134 4.2. ĐỀ NGHỊ ............................................................................................................134 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................136 vii MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AWD Afternating Drying and Wetting/Tưới ướt khô xen kẽ BVTV Bảo vệ thực vật BĐKH Biến đổi khí hậu CF Continuous flooding/Tưới ngập thường xuyên ĐBSH Đồng bằng sông Hồng ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long Eh Điện thế oxy hóa khử FAOSTAT Fao Statistics Division/Thống kê của Tổ chức Nông lương thế giới GWP Global Warming Potential/Tiềm năng nóng lên toàn cầu IPM Intergated Pest Management/Quản lý dịch hại tổng hợp ICM Intergrated Crops Management/Quản lý cây trồng tổng hợp IFA International Fertilizer Association/Hiệp hội phân bón quốc tế IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change/Ủy ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc KNK Khí nhà kính (khí gây hiệu ứng nhà kính) KHCN Khoa học công nghệ Max/min Cao nhất/thấp nhất NXB Nhà xuất bản NPK Đạm/Lân/Kali NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu NN và PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn viii P1.000 hạt Khối lượng 1.000 hạt QCN Quy chuẩn ngành QCVN Quy chuẩn Việt Nam (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia) SNV Tổ chức phát triển Hà Lan (Tổ chức phi chính phủ tại Việt Nam) SRI System of Rice Intensification/Hệ thống thâm canh lúa (cải tiến) T Nhiệt độ TNMT Tài nguyên môi trường TGSTPT Thời gian sinh trưởng, phát triển TB Trung bình TBNN Trung bình nhiều năm TNMT Tài nguyên Môi trường TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam (Tiêu chuẩn quốc gia) TGST Thời gian sinh trưởng U Ẩm độ USD United States dollar/Đô la Mỹ VCR Value cost ratio/Tỷ suất lợi nhuận ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa tại Việt Nam từ năm 2010 đến 2015................19 Bảng 1.2. Diện tích lúa chất lượng trong lúa thuần và lúa nếp phân theo các vùng trong cả nước năm 2015 ...................................................................................20 Bảng 1.3. Tình hình sản xuất lúa và lúa chất lượng tại tỉnh Quảng Bình từ năm 2010 đến 2015..............................................................................................................22 Bảng 1.4. Tình hình sản xuất lúa và lúa chất lượng cao huyện Quảng Ninh, giai đoạn 2010 đến 2015 ....................................................................................................24 Bảng 1.5. Tình hình sản xuất lúa và lúa chất lượng cao huyện Bố Trạch, giai đoạn 2010 - 2015 .........................................................................................................26 Bảng 1.6. Cơ cấu giống lúa gieo cấy ở 07 vùng sản xuất cả nước ........................41 Bảng 2.1. Kết hợp các công thức thí nghiệm ...........................................................50 Bảng 2.2. Kết hợp các công thức thí nghiệm về phân bón .....................................52 Bảng 2.3. Kết hợp các công thức thí nghiệm ...........................................................53 Bảng 2.4. Diễn biến thời tiết khí hậu trong vụ đông xuân 2013 - 2014 ...............61 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến thời gian sinh trưởng, phát triển của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ..................................................................64 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến khả năng đẻ nhánh và chiều cao cây cuối cùng của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 .........................................67 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của rễ của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ..............................................................70 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến tình hình phát sinh một số sâu bệnh hại chính của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ở vùng chủ động nước tưới (Huyện Quảng Ninh) .........................................................................................73 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến tình hình sâu bệnh hại chính của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ở vùng không chủ động nước tưới (Huyện Bố Trạch)......................................................................................................................74 x Bảng 3.6. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 trong vụ đông xuân 2013 2014...............................................................................................................................76 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của lượng giống gieo đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 trong vụ hè thu 2014.......80 Bảng 3.8. Hiệu quả kinh tế của các lượng giống gieo cho hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 .........................................................................................................84 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến thời gian sinh trưởng, phát triển của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ..................................................................87 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến khả năng đẻ nhánh và chiều cao cây cuối cùng của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ..................................89 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của rễ của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ..............................................................93 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến tình hình sâu bệnh hại chính của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ở vùng chủ động nước tưới ..................96 Bảng 3.13. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến tình hình sâu bệnh hại chính của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ở vùng không chủ động nước tưới ......98 Bảng 3.14. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 trong vụ đông xuân 2013 2014...............................................................................................................................99 Bảng 3.15. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 trong vụ hè thu 2014.....103 Bảng 3.16. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến một số tính chất hóa học đất sau thí nghiệm ...................................................................................................................107 Bảng 3.17. Hiệu quả kinh tế của các công thức phân bón cho hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 .......................................................................................................109 Bảng 3.18. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến một số chỉ tiêu về chất lượng gạo trên vùng chủ động và không chủ động nước tưới của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 .......................................................................................................111 Bảng 3.19. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến thời gian sinh trưởng, phát triển của hai giống lúa chất lượng ...........................................................................114 xi Bảng 3.20. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến khả năng đẻ nhánh và chiều cao cây cuối cùng của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ................................115 Bảng 3.21. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến một số chỉ tiêu về sinh trưởng của rễ của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 .....................................................117 Bảng 3.22. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến tình hình sâu bệnh hại chính của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 ................................................................119 Bảng 3.23. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6..........................................120 Bảng 3.24. Hiệu quả kinh tế của chế độ tưới nước trên hai giống lúa chất lượng HT1 và P6...................................................................................................................123 Bảng 3.25. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến số lần tưới và tổng lượng nước tưới của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 trong vụ đông xuân 2013 – 2014 và hè thu 2014 ............................................................................................124 Bảng 3.26. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của mô hình trong vụ đông xuân 2014 - 2015 và hè thu 2015...................................................................126 Bảng 3.27. Hiệu quả kinh tế của mô hình sản xuất ...............................................128 Bảng 3.28. Lượng khí CH4 và N2O phát thải trong vụ đông xuân 2014 - 2015 và hè thu 2015 ............................................................................................................129 Bảng 3.29. Tổng lượng khí CH4 và N2O phát thải trong vụ đông xuân 2014 2015 và hè thu 2015 ..................................................................................................132 xii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Phương pháp tưới tiêu ướt - khô xen kẽ theo hướng hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) và phương pháp tưới tiêu ngập nước thường xuyên (canh tác thông thường) .................................................................................................................8 Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về lượng giống gieo trên 2 giống lúa chất lượng .............................................................................................................................51 Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm vể lượng phân bón trên hai giống lúa chất lượng .............................................................................................................................52 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về chế độ tưới nước trên giống lúa chất lượng .............................................................................................................................54 Hình 3.1. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu ở các lượng giống gieo trên giống HT1 và P6 vụ đông xuân 2013 - 2014 tại vùng chủ động và không chủ động nước tưới .............................................................................................................78 Hình 3.2. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu ở các lượng giống gieo trên giống HT1 và P6 trong vụ hè thu 2014 tại vùng chủ động và không chủ động nước tưới ......................................................................................................................82 Hình 3.3. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu ở các công thức phân bón trên .102 giống HT1 và P6 vụ đông xuân 2013 - 2014 tại vùng chủ động và không chủ động nước tưới......................................................................................................................102 Hình 3.4. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu ở các công thức phân bón trên giống HT1 và P6 vụ hè thu 2014 tại vùng chủ động và không chủ động nước tưới...............................................................................................................................105 Hình 3.5. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu ở các chế độ tưới nước của hai giống lúa chất lượng HT1 và P6 trong vụ đông xuân 2013 - 2014 và hè thu 2014.............................................................................................................................121 Hình 3.6. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của đối chứng và mô hình sản xuất ..............................................................................................................................127 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Lúa là cây lương thực quan trọng, là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người. Trên thế giới, cây lúa được 250 triệu nông dân trồng, là lương thực chính của 1,3 tỉ người nghèo trên thế giới, sinh kế chủ yếu của nông dân. Việt Nam với dân số trên 90 triệu dân, khoảng 60% dân số sống bằng nghề nông và có nền văn minh lúa nước từ lâu đời. Trong đó, trên 80% dân số sống nhờ vào cây lúa. Lúa gạo hiện là cây lương thực chính cung cấp năng lượng và nguồn dinh dưỡng quan trọng trong đời sống hằng ngày. Tại Việt Nam, theo Tổng cục Thống kê (2015) [71], tổng diện tích lúa cả năm 2015 đạt trên 7,8 triệu ha, tăng 18,7 nghìn ha so với năm 2014; năng suất bình quân đạt 57,7 tạ/ha, tăng 0,2 tạ/ha so với năm 2014; sản lượng ước đạt 45,2 triệu tấn thóc, tăng 241 nghìn tấn so với năm 2014. Lúa là cây trồng chủ đạo trong sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Quảng Bình. Theo UBND tỉnh Quảng Bình (2016) [101], năm 2016 sản xuất nông nghiệp chiếm 22,9% trong cơ cấu các ngành kinh tế, trong đó sản xuất lúa đóng góp sản lượng 280.630 tấn, chiếm 91,8% tổng sản lượng lương thực toàn tỉnh (305.635 tấn). Để tăng năng suất và chất lượng lúa, trong những năm qua, nhiều tiến bộ và giải pháp kỹ thuật trong sản xuất nông nghiệp đã được áp dụng như quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), quản lý cây trồng tổng hợp (ICM), “3 giảm - 3 tăng”, “01 phải - 5 giảm”...và các nghiên cứu về giống, phân bón, chế độ canh tác đã được triển khai nhằm mục đích nâng cao năng suất, chất lượng trong sản xuất lúa, góp phần gia tăng giá trị hàng hóa lúa gạo trên địa bàn toàn tỉnh. Hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) là tổng hợp các biện pháp thâm canh lúa như cấy mạ non, khoảng cách cấy rộng, điều tiết nước hợp lý. Sự thay đổi một số hoạt động canh tác chủ yếu này tạo nên sự phát huy tiềm năng di truyền vốn có của lúa thúc đẩy quá trình sinh trưởng phát triển của cây lúa để tạo năng suất cao, đồng thời tăng hiệu quả sử dụng đất và nước (Norman Uphoff và cs, 2000) [126]. Tại tỉnh Quảng Bình, hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) được đưa vào thử nghiệm áp dụng từ vụ đông xuân 2012 - 2013. Kết quả bước đầu cho thấy năng suất lúa tăng nên tổng thu đạt cao, giảm được chi phí đầu vào trong sản xuất như thuốc bảo vệ thực vật, lượng giống và tăng được lợi nhuận rõ rệt so với canh tác thông thường, giảm nhu cầu nước cho sản xuất lúa (Sở NN và PTNT Quảng Bình, 2015) [80]. SRI bước đầu thể hiện sự thích ứng với các yếu tố khí hậu cực đoan trong sản xuất do tác động của biến đổi khí hậu. Ngoài ra, nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ ra hệ thống thâm canh lúa cải tiến góp phần tạo nên sự bền vững cho hệ sinh thái nông nghiệp, tăng phẩm chất nông sản, góp phần xây dựng nền nông nghiệp hữu cơ trong thế kỷ 21 và thích ứng với biến đổi khí 2 hậu. Tuy nhiên, SRI mới chỉ được khuyến cáo từ quy trình chung nhằm xây dựng mô hình để nhân rộng đối với lúa cấy, chưa có các nghiên cứu cụ thể cho lúa gieo thẳng nhất là trên giống lúa chất lượng về biện pháp canh tác như: lượng giống gieo, chế độ phân bón, chế độ tưới…để đánh giá ảnh hưởng và sự phù hợp của các biện pháp canh tác theo hướng SRI. Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật theo hướng thâm canh lúa cải tiến (SRI) trong sản xuất lúa chất lượng tại tỉnh Quảng Bình” 2. MỤC ĐÍCH VÀ MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2.1. Mục đích củaư đề tài Xác định được một số biện pháp kỹ thuật phù hợp trong sản xuất lúa chất lượng theo hướng thâm canh lúa cải tiến (SRI) ở tỉnh Quảng Bình nhằm hoàn thiện quy trình kỹ thuật sản xuất lúa để nâng cao năng suất và chất lượng lúa, hiệu quả kinh tế và độ phì đất. 2.2. Mục tiêu của đề tài Xác định được lượng giống gieo, tổ hợp phân bón thích hợp cho một số giống lúa chất lượng trên vùng chủ động và không chủ động nước tưới theo hướng SRI nhằm tăng năng suất và chất lượng gạo, tăng hiệu quả kinh tế và cải thiện độ phì đất. Xác định được chế độ tưới nước phù hợp theo hướng SRI trên vùng chủ động nước tưới nhằm đạt được năng suất và hiệu quả kinh tế cao. Xây dựng được mô hình sản xuất lúa chất lượng theo hướng SRI trên vùng chủ động và không chủ động nước tưới tại huyện Quảng Ninh và Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình. 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3.1. Ý nghĩa khoa học Là cơ sở khoa học cho việc đề xuất biện pháp sử dụng lượng giống gieo, phân bón và chế độ tưới nước cho lúa trong quy trình canh tác lúa chất lượng theo hướng hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) vừa đảm bảo được năng suất, chất lượng vừa giảm phát thải khí nhà kính tại tỉnh Quảng Bình. Là tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu có điều kiện tương tự tại tỉnh Quảng Bình và các địa phương khác. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Hoàn thiện quy trình kỹ thuật sản xuất lúa chất lượng theo hướng thâm canh lúa cải tiến (SRI) trên vùng chủ động và không chủ động nước tưới tại tỉnh Quảng Bình. 3 Khuyến cáo nông dân sử dụng lượng giống gieo, bón phân cân đối và hợp lý và chế độ tưới nước phù hợp cho giống lúa chất lượng theo hướng sản xuất an toàn với môi trường sinh thái cho vùng trồng lúa của tỉnh Quảng Bình. 4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Đề tài tập trung nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật bao gồm: lượng giống gieo, tổ hợp phân bón (N, P, K, phân chuồng và phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh), chế độ tưới nước cho giống lúa chất lượng trong điều kiện gieo thẳng theo hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI), làm cơ sở cho xây dựng mô hình sản xuất lúa chất lượng theo hướng SRI. Các thí nghiệm về lượng giống gieo và phân bón cho giống lúa chất lượng được thực hiện trên đất phù sa không được bồi hàng năm tại vùng chủ động nước tưới ở xã An Ninh, huyện Quảng Ninh và vùng không chủ động nước tưới ở xã Đại Trạch, huyện Bố Trạch. Thí nghiệm chế độ tưới nước được thực hiện tại vùng chủ động nước tưới của xã An Ninh, huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình. Mô hình sản xuất lúa chất lượng được tiến hành tại vùng chủ động nước tưới ở xã An Ninh, huyện Quảng Ninh và vùng không chủ động nước tưới ở xã Đại Trạch, huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình. 5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Kết quả nghiên cứu đã xác định được (1) lượng giống gieo phù hợp trên vùng chủ động nước tưới trong vụ đông xuân là 60 kg/ha cho cả hai giống HT1 và P6, 40 kg/ha ở giống HT1 và 60 kg/ha ở giống P6 trong vụ hè thu; (2) lượng giống gieo phù hợp trên vùng không chủ động nước tưới là 60 kg/ha cho cả hai giống HT1 và P6 trong hai vụ đông xuân và hè thu. Kết quả nghiên cứu đã xác định được tổ hợp phân bón phù hợp cho hai giống lúa HT1 và P6 trên (1) vùng chủ động nước tưới là 80 kg N + 45 kg P2O5 + 60 kg K2O + 500 kg vôi + 01 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh/ha và (2) vùng không chủ động nước tưới là 80 kg N + 45 kg P2O5 + 60 kg K2O + 500 kg vôi + 10 tấn phân chuồng/ha. Kết quả nghiên cứu đã xác định được chế độ tưới ướt khô xen kẽ là phù hợp nhất cho cây lúa trên vùng chủ động nước tưới, năng suất đạt 5,63 tấn/ha (giống HT1) - 6,44 tấn/ha (giống P6), hiệu quả kinh tế tăng cao nhất so với đối chứng là 18,75% (giống HT1) và 22,80% (giống P6). 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1.1. Tổng quan về hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) 1.1.1.1. Khái niệm hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) Trong những năm đầu thập niên 1980, khái niệm SRI được Fr. Henri de Laulanie ở Madagascar đưa ra là tập hợp các phương thức canh tác và việc quản lý đất, nước và dinh dưỡng để nâng cao năng suất cây trồng (Rajeev Rajbhandari, 2007) [137]. Fr. Henryde Laulanie và cộng sự (1993) [113], [114], coi SRI là một tập hợp cố định những biện pháp được áp dụng với những kết quả không đổi trong mọi điều kiện. Họ xem nó như là một phương pháp, một triết lý dựa trên những nguyên tắc quy nạp từ những quan sát thực tế (theo dõi thực nghiệm) đối với cây lúa để có thể đạt được năng suất cao nhất. SRI là phương pháp canh tác lúa sinh thái và hiệu quả, tăng năng suất nhưng lại giảm chi phí đầu vào như giống, phân bón, thuốc trừ sâu và nước tưới (Tuong T. P, 2005) [149]. Cơ sở khoa học của phương pháp này là khai thác những tiềm năng luôn tồn tại ở cây lúa nhưng bị ức chế bởi các hoạt động quản lý thông thường như: để ruộng ngập nước, yếm khí, cấy mạ già, cấy dày và sử dụng nhiều phân bón hóa học, thuốc trừ cỏ, trừ sâu. Việc phát triển SRI có thể được coi như một bước tiến mới về khoa học nông nghiệp nhằm đạt mục tiêu về giảm thiểu tác hại của biến đổi khí hậu, phát triển nông nghiệp bền vững, nâng cao đời sống của người dân và mang lại lợi ích về mặt xã hội (Phụ H. V và cs, 2015) [76]. 1.1.1.2. Nguyên tắc của hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) a. Đối với lúa cấy Theo Ngô Tiến Dũng và cs (2011) [30], SRI áp dụng trên lúa cấy có 5 nguyên tắc như sau: - Nguyên tắc 1: Cấy mạ non. Cấy khi mạ mới chỉ có 2 - 2,5 lá đối với đất thường, 4 - 5 lá đối với đất phèn, mặn. - Nguyên tắc 2: Cấy 1 dảnh, cấy thưa. Cấy 1 dảnh, cấy nông và cấy nhẹ tay, tránh làm tổn thương bộ rễ. Mạ phải được cấy ngay để rễ nhanh bám đất và mạ non chóng hồi phục. Cấy thưa để có nhiều khoảng trống, nhiều ánh sáng, cây quang hợp tốt sẽ đẻ nhánh nhiều. Cấy thưa 5 để bộ rễ có nhiều chỗ trống để ăn sâu, ăn rộng, hút được nhiều dinh dưỡng, cây sẽ khỏe và đẻ nhiều nhánh. - Nguyên tắc 3: Quản lý nước. Rút nước ruộng, để ruộng ẩm hay khô nẻ chân chim, đất được thông khí, rễ phát triển tốt. Rút nước 3 - 4 lần trong suốt giai đoạn sinh trưởng và sinh dưỡng. Tránh giữ nước liên tục trong ruộng lúa. Ở giai đoạn sinh trưởng sinh thực giữ nước liên tục ở mức 3 - 4 cm. Trước 25 ngày khi lúa chín rút kiệt nước để dễ thu hoạch. Mỗi khi bón phân, giữ nước trong ruộng ở mức 3 - 4 cm, sau đó 5 ngày mới rút kiệt nước. - Nguyên tắc 4: Làm cỏ sục bùn. Kết hợp làm cỏ, sục bùn, phá váng mặt ruộng tạo độ thông thoáng khí cho đất. Làm cỏ ít nhất 3 lần vào 10 - 12 ngày, 25 - 27 ngày và 40 - 42 ngày sau cấy. - Nguyên tắc 5: Bón lót phân hữu cơ. Bón phân chuồng hoai mục 200 - 300 kg/sào trước khi bừa lần cuối. Bón thêm phân đạm, lân, kali theo nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa (bón phân chuồng tính cho 01 sào Bắc bộ 360 m2, bón 300 - 400 kg/sào Trung bộ 500 m2). b. Đối với lúa gieo thẳng Theo Cục BVTV (2014) [27], áp dụng SRI trên lúa gieo thẳng bao gồm 4 nguyên tắc cơ bản: Nguyên tắc thứ nhất: Gieo thưa, gieo vãi (sạ lan) dưới 2 kg giống/sào; gieo bằng dụng cụ sạ hàng dưới 1,5 kg/sào (lượng giống gieo tính cho 01 sào Bắc bộ 360 m2, 01 sào Trung bộ 500 m2 thì sạ lan là 3 kg giống/sào; sạ hàng là 2 kg giống/sào). Nguyên tắc thứ hai: Tưới tiêu đảm bảo duy trì đất ruộng khô ướt xen kẽ (Nông lộ phơi). Nguyên tắc thứ ba: Xới xáo mặt ruộng để thông khí cho đất. Nguyên tắc thứ tư: Tăng cường sử dụng phân bón hữu cơ, phân vi sinh. 1.1.2.3. Ưu điểm của SRI a. Tác động tích cực đến hệ rễ lúa Ở ruộng không bị ngập nước, không khí trong đất đầy đủ nên rễ hô hấp thuận lợi, sinh trưởng mạnh và cây lúa phân nhánh nhiều. Ở ruộng nước đất thiếu không khí cây phải hút oxy từ trên không nhờ các bộ phận trên mặt đất để vận chuyển đến rễ làm cho rễ lúa hô hấp được thuận lợi. Ruộng nước nếu thiếu oxy rễ sinh trưởng kém, ăn nông, phát triển theo chiều ngang (Togari-Matsuo, 1977) [88]. 6 Các biện pháp kỹ thuật của SRI như điều tiết nước, chế độ phân bón, mật độ gieo trồng thưa...có tác động tích cực đến khả năng hô hấp rễ lúa, rễ phát triển mạnh, số lượng rễ nhiều, chắc khỏe, rễ ăn sâu, bám đất giúp cây hút dinh dưỡng tập trung, đứng vững chống đổ ngã do các điều kiện bất lợi của thời tiết. b. Tăng số nhánh hữu hiệu Theo thuyết của Katayama (Nhật Bản) thì khi cây lúa ra được 4 lá thật là có khả năng đẻ nhánh và cứ ra được một lá, đẻ được một nhánh. Khi nhánh có trên 4 lá xanh, có thể sống hoàn toàn tự lập, trở thành một nhánh hữu hiệu rồi thành bông sau này. Tuy vậy mầm hoặc nhánh cũng có thể teo đi hoặc phát triển không dầy đủ 4 lá do điều kiện đẻ muộn (khi nhánh mẹ đã nhiều lá) hoặc do điều kiện ngoại cảnh không thuận lợi: thiếu nước, gặp nhiệt độ thấp, thiếu dinh dưỡng, thiếu ánh sáng, quần thể quá rậm rạp, sâu bệnh, đây chính là đẻ nhánh vô hiệu (Nguyễn Văn Hoan, 1999; Nguyễn Thị Lẫm và cs, 2003) [49], [65]. Khi mật độ thưa, đủ dinh dưỡng lúa đẻ nhánh nhiều. Khi mật độ dày, quần thể quá rậm rạp thì nhánh đẻ ra sẽ bị lụi tàn bớt. Khả năng đẻ nhánh của lúa nhiều hay ít phụ thuộc vào đặc điểm của giống, phụ thuộc vào tuổi mạ, kỹ thuật cấy, điều kiện dinh dưỡng, nước và điều kiện ngoại cảnh. c. Giảm phát sinh dịch hại trên cây lúa Trong canh tác SRI, nhờ cây lúa khỏe, ruộng lúa thông thoáng, áp dụng cẩn thận các nguyên tắc từ làm đất, gieo trồng đến chăm sóc theo các nguyên tắc của SRI, do vậy thiên địch có cơ hội phát sinh, hình thành chuỗi thức ăn và lưới thức ăn đa dạng. Nhờ áp dụng nguyên lý phòng trừ sâu bệnh theo IPM, ICM và các biện pháp sinh thái học trên đồng ruộng nên dịch hại suy giảm, hạn chế việc sử dụng thuốc hóa học bảo vệ thực vật, gây ô nhiễm môi trường nhằm đảm bảo an toàn và chất lượng nông sản cũng như sức khỏe con người. Một đánh giá về canh tác SRI tại Hà Nội cho thấy: Nhờ ruộng thông thoáng, lúa được bón phân cân đối nên sâu bệnh ít, cụ thể bệnh khô vằn giảm 2,8 lần, sâu cuốn lá nhỏ giảm 3,7 lần, rầy nâu giảm 6 lần. Tại Thái Nguyên (2005) tỷ lệ bệnh khô vằn của lúa từ 70% ở công thức đối chứng giảm xuống còn 50,8% và 17,9% ở các công thức có mật độ là 17 và 13 khóm/m2 (Đào Huyền, 2013) [57]. Về khía cạnh môi trường để đạt năng suất lúa cao, SRI không yêu cầu tăng lượng phân bón hóa học, cây lúa sinh trưởng và phát triển mạnh, nên có thể chống chịu tốt hơn về vấn đề sâu bệnh hại. Điều này có thể giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu bệnh và thuốc trừ cỏ, do đó nâng cao chất lượng đất và nước. Các biện pháp quản lý cây trồng, đất, nước và dinh dưỡng của SRI góp phần tăng cường sự hoạt động và đa dạng của hệ vi sinh vật đất, làm cho đất ‟sống và khỏe” hơn, đó là nhân tố quyết định đến tính bền vững trong hệ thống sản xuất lúa (Hoàng Văn Phụ, 2004, 2005) [74], [73].