Tài liệu Nghiên cứu một số biện pháp tưới nước phù hợp cho một số giống lúa mới loài phụ japonica tại tỉnh bắc kạn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ------------------- PHẠM NGỌC SƠN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP TƯỚI NƯỚC PHÙ HỢP CHO MỘT SỐ GIỐNG LÚA MỚI LOÀI PHỤ JAPONICA TẠI TỈNH BẮC KẠN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : Trồng trọt Mã số : 60 62 01 Thái Nguyên, năm 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn chỉnh luận văn này đều đã được tác giả cảm ơn. Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đều đã được ghi rõ nguồn gốc./. Tác giả Phạm Ngọc Sơn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài: "Nghiên cứu một số biện pháp tưới nước phù hợp cho một số giống lúa mới loài phụ Japonica tại tỉnh Bắc Kạn”. Tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của tập thể cán bộ, giáo viên Khoa sau Đại học giáo viên giảng dạy chuyên ngành của các bộ môn trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực tập. Đặc biệt là sự quan tâm giúp đỡ của TS. Đặng Quý Nhân bộ môn cây Lương thực và cây Công nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên là người thầy đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới tất cả các thầy giáo, cô giáo, bạn bè đồng nghiệp, cơ quan đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin trân trọng cảm ơn./. Tác giả Phạm Ngọc Sơn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây ......... 9 Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo của 10 nước đứng đầu thế giới năm 2009 ..... 10 Bảng 1.3. Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ ....................................... 20 Bảng 1.4. Nhu cầu nước cho một vụ lúa nước ............................................... 31 Bảng 2.1. Tên gọi, nguồn gốc và phân loại các giống lúa tham gia thí nghiệm .... 33 Bảng 3.1. Diễn biến thời tiết khí hậu từ tháng 6 năm 2010 đến tháng 6 năm 2011 tại Bắc Kạn ............................................................................ 44 Bảng 3.2. Các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn vụ mùa 2010 và vụ xuân 2011 ..................... 48 Bảng 3.3. Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn .... 50 Bảng 3.4. Khả năng tích lũy chất khô của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn ......................................................................................... 53 Bảng 3.5. Tình hình sâu bệnh hại của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn ......... 55 Bảng 3.6. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn trong vụ mùa 2010 .................................. 56 Bảng 3.7. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn trong vụ xuân 2011 ................................. 58 Bảng 3.8. Lượng nước tưới và nước thất thoát của thí nghiệm trên chân vàn ...... 62 Bảng 3.9. Hiệu suất sử dụng nước của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn.... 63 Bảng 3.10. Hệ số sử dụng nước của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn ................................................................................................. 65 Bảng 3.11. Các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn cao vụ mùa 2010 và vụ xuân 2011 ............... 67 Bảng 3.12. Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn cao .... 69 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn iv Bảng 3.13. Khả năng tích lũy chất khô của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn cao ................................................................................... 70 Bảng 3.14. Tình hình sâu bệnh hại của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn cao ........................................................................................... 72 Bảng 3.15. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm trên chân vàn cao trong vụ mùa 2010 ........................... 73 Bảng 3.16. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm trong vụ xuân 2011 ................................................. 74 Bảng 3.17. Lượng nước tưới và nước thất thoát của thí nghiệm. ................... 77 Bảng 3.18. Hiệu suất sử dụng nước của các giống lúa thí nghiệm ................. 78 Bảng 3.19. Hệ số sử dụng nước của các giống lúa thí nghiệm ....................... 80 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn v MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 1. Đặt vấn đề ........................................ 1 2. Mục tiêu ......................................... 2 3. Yêu cầu .......................................... 2 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 3 1.1. Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu ...................... 3 1.2. Khái quát về tài nguyên nước .......................... 4 1.2.1. Một số khái niệm về tài nguyên nước ........................................... 4 1.2.2. Phân bố nước trên trái đất ............................................................. 5 1.2.3. Tác động gây suy thoái chất lượng nguồn nước ............................ 7 1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới ............... 9 1.4. Tình hình nghiên cứu về canh tác lúa tiết kiệm nước trên thế giới .. 16 1.5. Tình hình sản xuất lúa trong nước....................... 19 1.6. Tình hình nghiên cứu canh tác lúa tiết kiệm nước ở Việt Nam .... 24 1.7. Yêu cầu về nước của cây lúa .......................... 28 1.7.1. Nhu cầu về nước của lúa cấy trong các thời kì sinh trưởng ......... 28 1.7.2. Phương pháp tưới lúa .................................................................. 30 Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 33 2.1. Đối tượng nghiên cứu .............................. 33 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................... 33 2.3. Nội dung nghiên cứu ............................... 33 2.3.1. Thí nghiệm 1 .............................................................................. 33 2.3.2. Thí nghiệm 2 .............................................................................. 34 2.3.3. Thí nghiệm 3 .............................................................................. 34 2.3.4. Thí nghiệm 4 .............................................................................. 34 2.4. Phương pháp nghiên cứu ............................ 35 2.4.1. Đất đai nơi thí nghiệm ................................................................ 35 2.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm .................................................... 35 2.5. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi .................... 38 2.5.1. Chỉ tiêu về sinh trưởng, phát triển ............................................... 38 2.5.2. Các chỉ tiêu về sâu bệnh hại và chống chịu ................................. 39 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn vi 3.5.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất............................... 42 3.5.4. Phương pháp sử lý số liệu ........................................................... 43 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .............................................................. 44 3.1. Điều kiện thời tiết khí hậu ............................ 44 3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các công thức tưới nước đến tình hình sinh trưởng, phát triển của các giống lúa trên chân vàn vụ mùa 2010 và vụ xuân 2011 ..................................... 47 3.2.1. Ảnh hưởng của các công thức tưới nước đến thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm ................................................................ 47 3.2.2. Ảnh hưởng của các công thức tưới nước đến khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm ................................................................ 49 3.2.3. Khả năng tích luỹ chất khô của các giống lúa ............................. 52 3.2.4. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm ...... 54 3.2.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất............................... 55 3.2.6. Lượng nước sử dụng cho thí nghiệm trên chân vàn ..................... 62 3.2.7. Hệ số sử dụng nước của các giống lúa tham gia thí nghiệm trên chân vàn ........................................................................................................ 64 3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các công thức tưới đến tình hình sinh trưởng, phát triển của các giống lúa trên chân vàn cao vụ mùa 2010 và vụ xuân 2011 ....................................... 67 3.3.1. Ảnh hưởng của các công thức tưới nước đến thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm ................................................................ 67 3.3.2. Ảnh hưởng của các công thức tưới nước đến khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm ................................................................ 68 3.3.3. Khả năng tích luỹ chất khô của các giống lúa ............................. 70 3.3.4. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm ...... 71 3.3.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất............................... 72 3.3.6. Lượng nước sử dụng cho thí nghiệm trên chân vàn cao .............. 77 3.3.7. Hệ số sử dụng nước của các giống lúa tham gia thí nghiệm ........ 79 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................................. 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 84 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây lương thực có vị trí quan trọng hàng đầu trên thế giới và là nguồn thức ăn thường xuyên cho khoảng 3 tỷ người trên trái đất [38]. Lúa có khả năng thích nghi rộng nên được trồng nhiều nơi trên thế giới, tuy nhiên tập chung chủ yếu ở châu Á chiếm 90% (còn lại phân bố ở châu Phi, châu Mỹ và châu Úc) trong đó khoảng 75% diện tích lúa được trồng trong điều kiện ruộng ngập nước, 19% diện tích lúa trồng trong điều kiện ruộng thấp nhờ nước trời, và khoảng 4% diện tích lúa trồng trong điều kiện ruộng cạn không chủ động nước [38]. Trong những năm gần đây, nguồn nước cung cấp cho canh tác lúa đang ngày càng khan hiếm, đặc biệt là ở châu Á, nơi mà cây lúa được trồng trên khoảng 30% diện tích đất chủ động nước và chiếm 50% lượng nước tưới cho cây trồng [32]. Theo tính toán, trên đồng ruộng nhu cầu về nước cho cây lúa cao gấp 2 đến 3 lần so với các cây trồng khác [40], nguyên nhân chính bởi lượng nước bị thất thoát trong suốt quá trình canh tác mà không tham gia vào quá trình sản xuất chiếm tới 80% lượng nước được cung cấp, chủ yếu thông qua quá trình bay hơi, chảy tràn bề mặt, thấm xuống lòng đất. Việc thiếu hụt lượng nước tưới cho canh tác nông nghiệp nói chung và cây lúa nói riêng đang là mối đe dọa đối với ngành sản xuất lúa đặc biệt là hệ thống lúa tưới tiêu chủ động. Vì những lý do này, việc tiết kiệm nguồn nước và tăng cường hệ số sử dụng nước cho lúa là việc làm cần thiết mang tính chiến lược trên qui mô toàn cầu. Bắc Kạn là một tỉnh miền núi có tổng diện tích đất tự nhiên là 486.842 ha, trong đó đất trồng lúa là 21.520 ha chiếm 4,42% diện tích đất tự nhiên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Năng suất lúa ruộng bình quân cả năm đạt 44,46 tạ/ha, sản lượng đạt 95.672 tấn (năm 2009) ngành nông nghiệp đã đạt và vượt chỉ tiêu kế hoạch về diện tích và sản lượng cơ bản đảm bảo được an ninh lương thực cho nông dân tỉnh nhà. Tuy nhiên, với năng suất hiện đạt được chưa đáp ứng tiềm năng năng suất của giống cùng với áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật mới, vì đa số ruộng chưa chủ động nước và sử dụng nước tưới cho lúa không hợp lý dẫn đến làm cạn kiệt nguồn tài nguyên nước. Theo các nghiên cứu gần đây cho thấy, lượng nước tưới đầu vào cung cấp cho ruộng lúa có thể giảm đi nhưng năng suất và sản lượng lúa vẫn tăng lên, vì những lý do này, việc tiết kiệm nguồn nước tưới cho lúa là việc làm cần thiết. Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, chúng tôi tiến hành đề tài: "Nghiên cứu một số biện pháp tưới nước phù hợp cho một số giống lúa mới loài phụ Japonica tại tỉnh Bắc Kạn”. 2. Mục tiêu  Nghiên cứu, đánh giá khả năng sinh trưởng và cho năng suất của các giống lúa trong điều kiện hạn chế nước .  Nghiên cứu canh tác lúa tiết kiệm nước trong mối liên hệ với nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, giảm sâu bệnh. 3. Yêu cầu  Đánh giá được nhu cầu về nước, hệ số sử dụng nước cho các giống lúa trong điều kiện thí nghiệm.  Đánh giá hệ số sử dụng nước, chỉ số chịu hạn và hiệu suất sử dụng nước với các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu Hiện nay, tình trạng thiếu hụt nước đang đe dọa hệ thống sản xuất lúa nước chủ động và an ninh lương thực của châu Á [40]. Điều này thách thức chúng ta cần phải phát triển các công nghệ mới, kỹ thuật mới và các hệ thống sản xuất mới để duy trì ngành sản xuất lúa gạo và tăng cường khả năng chống chịu với điều kiện khan hiếm nước. Đó chính là mục tiêu của các nghiên cứu về canh tác lúa tiết kiệm nước mà Tiến sỹ, Viện sỹ Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) Tô Phúc Tường đã viết trong phần mở đầu một bài báo về canh tác lúa tiết kiệm nước đăng trên tạp chí Plant Production Sciences số 8 (3) năm 2005 [34]. Tưới nước hợp lý, ngoài tiết kiệm đáng kể được lượng nước trong canh tác còn giúp nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và giảm sâu bệnh hại trên đồng ruộng. Nguyên lý chung cho việc phát triển công nghệ và hệ thống mới trong quá trình canh tác lúa tiết kiệm nước nhằm giảm tối thiểu lượng nước đầu vào, tăng lượng nước sản xuất hay còn gọi là lượng nước mà cây sử dụng là quản lý nguồn nước ở mức độ hệ thống. Làm ra nhiều thóc gạo hơn nhưng lại sử dụng nước tiết kiệm hơn hoàn toàn có thể thực hiện khi qui trình quản lý nước được thực hiện các biện pháp tổng hợp: (i) Chọn tạo và sử dụng nguồn gen, giống chống chịu hạn, đồng thời thực hiện các biện pháp kỹ thuật quản lý nguồn tài nguyên nhằm tăng năng suất cây trồng. (ii) Quản lý nước ở mức độ toàn bộ hệ thống chẳng hạn như lượng nước tiết kiệm trên đồng ruộng được sử dụng hiệu quả hơn khi tưới cho các ruộng trồng lúa mà các cây trồng trước đó không cần tưới hoặc sử dụng ít nước. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 Nhiều nghiên cứu gần đây về canh tác lúa ở Trung Quốc, IRRI, Philippine, Ấn độ… đã chỉ ra rằng khi canh tác lúa bằng các kỹ thuật mới như tưới và không tưới xen kẽ theo yêu cầu của từng thời kỳ sinh trưởng, lượng nước có thể tiết kiệm được cho lúa là rất lớn, chỉ cần từ 32 - 54% so với phương thức canh tác ngập nước truyền thống nhưng năng suất chỉ giảm nhẹ khoảng 8% so với đối chứng. Tuy nhiên hiệu số sử dụng nước trong phương pháp mới là cao hơn hẳn 0,35 so với 0,23 của đối chứng [36]. Mặc dù vậy trong thực tế việc giảm thiểu lượng nước đầu vào, thay đổi hẳn tập quán canh tác cây lúa sẽ gây ra những tác động rất lớn cần nghiên cứu như: cỏ dại, dinh dưỡng cây trồng, dinh dưỡng đất, môi trường, duy trì hệ thống canh tác bền vững… đòi hỏi chúng ta cần nỗ lực tập chung nghiên cứu tìm ra được những giải pháp tổng thể đảm bảo canh tác bền vững cây lúa. 1.2. Khái quát về tài nguyên nƣớc 1.2.1. Một số khái niệm về tài nguyên nước Nước là tài nguyên có ý nghĩa quyết định đối với sự sống và phát triển của con người và xã hội loài người. Ngôn ngữ Việt Nam đã dùng chữ „nước” để nói lên phạm vi lãnh thổ quốc gia, trên đó người dân của quốc gia được hưởng những quyền lợi chung của dân tộc. Nước là thành phần cấu thành sinh quyển và tác động trực tiếp đến các yếu tố của thạch quyển, khí quyển và các nhân tố tác động tới khí hậu, thời tiết trong khí quyển. Nước vừa là tài nguyên vật liệu vừa mang năng lượng, di chuyển các vật chất trên trái đất dưới dạng hoà tan, lơ lửng hoặc di đẩy trong nước. Nước di chuyển theo tuần hoàn nước như là một chu trình thu thập, thanh lọc và phân phối nước một cách liên tục khắp mọi nơi trên Trái Đất. Nước là một trong những nhân tố chủ yếu quyết định chất lượng môi trường sống của con người, cũng như của mọi sinh vật sống trên trái đất. Chỗ nào có nước chỗ ấy có sự Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 sống, không có nước thì mọi hoạt động sống đều đình chỉ. Nước bao phủ 70% mặt đất và tạo thành hơn 2/3 trọng lượng của tất cả các sinh vật sống [5]. 1.2.2. Phân bố nước trên trái đất Nước là dạng tài nguyên rất phong phú gần như vô tận trong sinh quyển, tập trung nhiều nhất ở Đại Dương và trong các lớp băng hà. Tuy nhiên, lượng nước ngọt thực sự hiện hữu cho nhân loại trực tiếp sử dụng không phải là vô tận và đặc biệt do sự phân bố không đồng đều nên con người ở nhiều khu vực trên thế giới đã chịu hạn hán thiếu nước trầm trọng, nhất là vào mùa khô. Bên cạnh đó, lượng nước ngầm, nước sông suối còn bị ô nhiễm do hoạt động sinh hoạt của con người nên một số trường hợp trở thành nguy hiểm cho sức khoẻ và đời sống của con người và sinh vật. Tổng lượng nước lớn nhưng lượng nước ngọt mà con người có thể sử dụng được rất ít và chỉ có thể khai thác được từ các nguồn sau (lượng nước ngọt trên bề mặt đất): - Lượng nước mưa rơi xuống mặt đất. - Nước tồn tại trong các sông, rạch, ao, hồ. - Một phần rất ít nước từ đầm lầy và băng tuyết. Hiện nay trên phạm vi toàn cầu con người dùng 8% trong tổng lượng nước ngọt được khai thác cho sinh hoạt, 23% cho công nghiệp và 63% cho nông nghiệp [5]. Nước ta với lượng mưa bình quân năm khoảng gần 2.000 mm/năm trên cả nước, lại ở vùng trung và hạ lưu một số sông lớn xuất phát từ các quốc gia khác nên có lượng nước bình quân trên đầu người khá lớn bằng 17.000m3/người/năm. Modun dòng chảy vùng nhiều mưa lên tới 70 – 100 l/giây/km2, nơi ít mưa cũng 5 l/giây/km2. Sông ngòi Việt Nam có tiềm năng cung cấp cho dân sinh và các ngành kinh tế ở nước ta một lượng nước khoảng 100-150 km3/năm, chưa kể lượng nước từ bên ngoài đổ vào. Trữ lượng nước Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 ngầm có thể khai thác vào khoảng 10 triệu m3/ngày, hiện nay ta đã khai thác khoảng 500m3/năm/người, chỉ khoảng 3% tiềm năng [5]. Trong thực tế hiện tượng thiếu nước đã trở nên nghiêm trọng tại một số địa phương. Các hồ chứa nước lớn nhỏ, các khu tưới lớn được xây dựng và hoạt động vài mươi năm gần đây đã tăng tổn thất nước do bốc hơi. Lượng nước tưới cho nông nghiệp không hồi quy vào vùng hạ lưu lên tới trên 20% lượng nước dùng. Tại các vùng rừng đã bị tàn phá nghiêm trọng các suối khô cạn, nạn thiếu nước trở nên trầm trọng. Vào mùa khô nhân dân vùng núi cao phía Bắc (Đồng Văn, Mèo Vạc...) Tây Bắc (Lai Châu) phải đi xa hàng chục km để lấy nước ăn. Năm 1993 hạn hán nghiêm trọng tại Quảng Trị, năm 1995 tại Đắc Lắc gây thiệt hại nghiêm trọng về nông nghiệp và khó khăn lớn về đời sống. Ví dụ tại đồng bằng Miền Bắc Trung Quốc, khu vực này đang thiếu hụt khoảng 15 tỷ m3 nước hàng năm, điều này làm sụt giảm năng suất và lượng nước ngầm đang ngày càng cạn kiệt dần [36]. Hơn nữa, sự cạnh tranh về nhu cầu nước của các ngành công nghiệp, sinh hoạt của các khu đô thị ngày càng tăng đối với nguồn nước sử dụng cho nông nghiệp. Diện tích đất dành cho canh tác đặc biệt là những cây trồng đòi hỏi lượng nước lớn như lúa nước lúa bắt đầu bị cắt giảm từ những năm 2002, và năm 2007 lúa nước bị cấm canh tác ở khu vực thành phố Bắc Kinh [37]. Ở Việt Nam trong đợt hạn kéo dài đầu năm 2007, do cần một lượng nước tưới lớn cung cấp cho đồng bằng Sông Hồng canh tác nông nghiệp, nhà máy thủy điện lớn nhất Việt Nam đã phải cắt giảm sản xuất đến mức duy trì tối thiểu để đập nước Hòa Bình xả nước cho sản xuất nông nghiệp lưu vực hạ lưu sông Hồng. Do đó, vấn đề sử dụng nước ngọt một cách hợp lý và hữu hiệu cần phải đặc biệt chú ý nhằm có đủ dự trữ cho nhu cầu ngày càng tăng nhanh (nước sinh hoạt, nước tưới tiêu, nước cho công nghiệp và giải trí...). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 1.2.3. Tác động gây suy thoái chất lượng nguồn nước Ngày nay, nhu cầu phát triển kinh tế nhanh với mục tiêu lợi nhuận cao, con người đã lờ đi các tác động ảnh hưởng đến các nhân tố tự nhiên và môi trường một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Đặc biệt đối với các nước đang phát triển và các nước nghèo đã làm cho môi trường nước bị ô nhiễm ngày càng trầm trọng hơn. Sự gia tăng dân số quá nhanh là nguyên nhân chính gây áp lực lên nguồn nước. Vì nhu cầu nước cho phát triển nông nghiệp để gia tăng lương thực thực phẩm, phát triển công nghiệp để gia tăng hàng hóa và gia tăng thêm nhiều hình thức dịch vụ. Với trình độ công nghệ hiện nay để sản xuất 1 tấn giấy cần 250 tấn nước, 1 tấn phân đạm cần 600 tấn nước. Trong nông nghiệp để sản xuất đường hoặc chất bột cần khoảng 1000 tấn nước. Sản xuất chất bột từ lúa nước còn cần nhiều hơn. Nhu cầu sinh học của người và động vật vào khoảng 10 tấn nước/1tấn tế bào sống. Để đáp ứng nhu cầu của mình, tại nhiều nơi trên thế giới con người đã sử dụng hết nguồn nước mặt và đã phải khai thác nguồn nước ngầm. So với 3 thập kỉ trước đây lượng nước ngầm khai thác đã tăng gấp 30 lần và đến đầu thế kỉ 21 tăng thêm 1/3 lần nữa. Chất lượng nước có những suy thoái nghiêm trọng. Nồng độ Nitrat ở các sông châu Âu cao hơn nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép [5]. Từ năm 1980, Liên Hiệp Quốc đã khởi xướng “thập kỉ quốc tế về cung cấp nước uống và vệ sinh” với mục tiêu là tới năm 1990 tất cả mọi người trên thế giới đều được cung cấp nước sạch và có các điều kiện vệ sinh tối thiểu cần thiết. Chương trình đã sử dụng khoảng 300 tỉ USD, thu được nhiều kết quả tốt nhưng mục tiêu cuối cùng vẫn chưa đạt tới. Tới cuối năm 1990, theo báo cáo chỉ 79% dân thành thị và 41% dân nông thôn được hưởng nước sạch và điều kiện vệ sinh. Bình quân trong 5 người sống ở các nước đang phát triển, có 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 người không được uống nước sạch, không có nguồn bệnh. 80% bệnh tật trong nhân dân ở các nước này bắt nguồn từ việc dùng nước bị ô nhiễm [5]. Các dòng nước mặt (sông, kênh rạch…) đặc biệt là ở vùng đô thị đều bị ô nhiễm trầm trọng bởi rác thải, nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư xả vào kênh rạch chưa qua xử lý. Tình trạng lấn chiếm lòng, bờ sông kênh rạch để sinh sống, xả rác và nước thải trực tiếp trên bề mặt gây ô nhiễm nước mặt, cản trở lưu thông của dòng chảy, tắc nghẽn cống rãnh tạo nước tù. Môi trường yếm khí gia tăng phân hủy các hợp chất hữu cơ, không những gây mùi hôi thối, ô nhiễm nguồn nước và môi trường mà còn gây khó khăn trong việc lấy nguồn nước mặt để xử lý thành nguồn nước sạch cấp cho nhu cầu xã hội. Nhu cầu nước sử dụng cho ăn uống, sinh hoạt và các hoạt động khác của con người gia tăng, dẫn đến tình trạng khai thác nước dưới đất tràn lan gây cạn kiệt nguồn nước và ảnh hưởng đến môi trường như sụp lún, nhiễm mặn. Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, quyết định sự thành công trong các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia. Hiện nay nguồn tài nguyên thiên nhiên quý hiếm và quan trọng này đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt. Nguy cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và sạch là một hiểm họa lớn đối với sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ sự sống trên trái đất. Do đó con người cần phải nhanh chóng có các biện pháp bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước. Hiện nay, đã có nhiều hoạt động tuyên truyền chủ trương xã hội hoá công tác bảo vệ tài nguyên nước, đưa ra nhiều biện pháp nhằm kêu gọi tất cả các thành viên trong xã hội nâng cao ý thức, cùng hành động tích cực bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên này. Bảo vệ tài nguyên nước, nghiên cứu khai thác và sử dụng nước tiết kiệm là nhiệm vụ cấp bách, nó không chỉ đáp ứng các yêu cầu trước mắt mà còn tạo nền tảng vững chắc cho sự nghiệp bảo vệ Tài nguyên và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 môi trường trong tương lai lâu dài, vì đó là sự sống còn của chính chúng ta hiện nay và con cháu sau này. 1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới Hiện nay thế giới có trên 100 nước trồng lúa ở hầu hết các châu lục. 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 [42]. Sau đây chúng ta thấy biến động về diện tích, năng suất và sản lượng lúa trên toàn thế giới trong vài thập kỷ gần đây. Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây Diện tích Năng suất Sản lƣợng (Nghìn ha) (tạ/ha) (Triệu tấn) 1970 132.873 23,81 316.346 1980 144.412 27,48 396.871 1990 146.961 35,29 518.556 2000 154.056 38,91 599.355 2001 152.043 39,35 598.316 2002 147.953 38,49 569.451 2003 148.532 39,36 584.630 2004 150.549 40,37 607.795 2005 155.026 40,92 634.390 2006 155.741 41,16 641.095 2007 155.953 42,12 656.807 2008 159.251 43,07 685.875 2009 161.421 42,04 678.682 Năm (Nguồn: FAO STAT, 2010) [42]. Bảng 1.1 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 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. 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 [42]. Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo của 10 nƣớc đứng đầu thế giới năm 2009 Tên nƣớc Thế giới Diện tích Năng suất Sản lƣợng (ha) (tạ/ha) (tấn) 161.420.743 42,044 678.688.289 Ấn Độ 44.100.000 29,767 131.274.000 Trung Quốc 29.932.292 65,901 197.257.175 Indonesia 12.883.576 49,985 64.698.890 Bangladesh 11.500.000 39,195 45.075.000 Thái Lan 10.963.126 28,698 31.462.886 Việt Nam 7.440.100 52,278 38.895.500 Philippines 4.532.300 35,889 16.266.417 Brazil 2.887.651 43,65 12.604.782 Pakistan 2.883.000 35,811 10.324.500 Nhật Bản 1.624.000 65,224 10.592.500 (Nguồn: FAO STAT, 2010) [42]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 Qua Bảng 1.2 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 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. 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 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 12 chất lượng nổi tiếng Thế giới, trong đó phải kể đến các giống như: Khao đomali, Jasmin (Hương nhài) [42]. Theo dự báo của Ban Nghiên cứu Kinh tế, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (2011) dự báo 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. 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. Theo dự báo của USDA trong thập kỷ tới, dự báo xuất khẩu gạo Ấn Độ sẽ tăng trưởng hơn 30%, thị phần xuất khẩu gạo của Ấn Độ sẽ tăng từ 16% năm 2007/08 lên khoảng 17% đến năm 2016/17 [1]. Ngược lại với 3 nước xuất khẩu gạo đứng đầu thế giới, thị phần gạo xuất khẩu dự báo sẽ giảm ở Hoa Kỳ, Pakistan, và Trung Quốc. Mặc dù Hoa Kỳ dự báo vẫn là nước xuất khẩu gạo lớn thứ tư thế giới trong giai đoạn 2007/08 đến 2016/17, tuy nhiên trong giai đoạn này, xuất khẩu gạo Hoa Kỳ tăng chậm trong cả giai đoạn. Thị phần xuất khẩu gạo của Hoa Kỳ trên thị trường thế giới sẽ giảm từ 12% năm 2007/08 xuống chỉ còn khoảng 10% vào năm 2016/17. Lý Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 13 do, tăng nhu cầu trong nước và mở rộng sản xuất ở các vùng có diện tích hẹp, năng suất tăng chậm làm ảnh hưởng đến xuất khẩu gạo của Hoa Kỳ. Ở Pakistan hiện nay là nước xuất khẩu gạo lớn thứ năm thế giới, và có ít khả năng mở rộng diện tích lúa gạo. Ngoài ra, Pakistan còn đang đối mặt với vấn đề thiếu nước, các vấn đề môi trường liên quan đến nông nghiệp. Như vậy, xuất khẩu gạo Pakistan dự kiến tương đối ổn định, ở mức 3 triệu tấn một năm trong cả giai đoạn. Trung Quốc xuất khẩu trung bình 2,6 triệu tấn gạo trong giai đoạn 1998 2003, từ đó xuất khẩu gạo của Trung Quốc tiếp tục giữ ổn định ở mức 1 triệu tấn gạo. Khối lượng gạo xuất khẩu của Trung Quốc giảm từ năm 2004 do diện tích lúa thu hẹp lại dẫn đến nguồn cung trong nước hạn chế. Diện tích sản xuất lúa được dự báo là giảm nhẹ, bù lại năng suất tăng lên. Mức tiêu dùng giảm nhẹ bù cho dân số tăng. Trung Quốc xuất khẩu gạo chất lượng cao, gạo hạt ngắn và trung bình tới thị trường bắc Á và gạo chất lượng thấp, hạt dài tới thị trường Sahara Châu Phi và mọt số thị trưòng có thu nhập thấp của Châu Á [1] Năm 2011, sản xuất lúa gạo trên thế giới nhìn chung không có thay đổi lớn so với năm 2010 nhưng nhóm các nước tiêu dùng lớn như: Trung Quốc, Pakistan, Indonesia, Philippines đang đẩy mạnh chiến lược tự cân đối nhu cầu trong nước, do đó thị trường thế giới sẽ chỉ có đột biến khi bất ổn về thiên tai xảy ra. Đầu năm 2011, lượng cung thương mại gạo toàn cầu vẫn khá dồi dào, trong khi đó, nhu cầu thế giới chưa có dấu hiệu khan hiếm; do đó, thị trường gạo toàn cầu chỉ chịu tác động trong hai trường hợp: Nếu các nước vừa chịu ảnh hưởng nặng nề về hạn hán và lũ lụt như Trung Quốc, Pakistan, ấn Độ, Philippines tăng lượng dự trữ thông qua nguồn cung trong nước hoặc mua bổ sung vào lượng dự trữ; hoặc thiên tai bất ngờ xảy ra tại các nước sản xuất và tiêu dùng gạo. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn