Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 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. [...]... Viện Nghiên cứu Lúa Bangladesh [18] Dự án này có tên gọi "Phát triển và phổ biến công nghệ lúa tiết kiệm nước ở Nam Á" do Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) và Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB) hỗ trợ Ông Mohammad Ferdous Alam, Tổng giám đốc RDA hy vọng rằng những giống lúa mới không chỉ sử dụng ít nước mà còn tiết kiệm thêm năng lượng và điện một khi được đưa vào canh tác Trong số 93 giống lúa mới. .. tháo nước đi không cho ruộng ngập nước nữa Mặc dù đã có một số nghiên cứu cho thấy phương thức AWD làm tăng năng suất lúa, tuy nhiên gần đây, các nghiên cứu đã cho thấy đó chỉ là các trường hợp ngoại lệ chứ không phải là qui luật [33] Trong 31 thửa ruộng được phân tích bởi Bouman và Tuong năm 2001, 92% số công thức AWD cho kết quả năng suất lúa giảm và biến động này từ 070% so với công thức đối chứng tưới. .. [32] Gần đây các nghiên cứu về cải tiến hệ thống canh tác lúa nước với mục đích tiết kiệm nguồn nước tưới, nâng cao hệ số sử dụng nước cho lúa đã được rất nhiều các nhà khoa học quan tâm và nhiều công trình nghiên cứu đã được công bố như ở Trung Quôc, Ấn độ, IRRI, Philippine [39] Các nhà khoa học nông nghiệp Bangladesh đã lai tạo được 93 giống lúa mới có khả năng tiết kiệm 33-50% lượng nước trong quá... Quốc, Nhật Bản và nước ta, một số tác giả chú ý đến vấn đề sử dụng nước để điều khiển sinh trưởng, phát triển của lúa Các tác giả cho rằng việc rút nước phơi ruộng giai đoạn cuối đẻ nhánh và trước phân hoá đòng lúa sẽ không đổ và cho năng suất cao hơn [13] Viện nghiên cứu khoa học Thuỷ lợi Việt Nam cũng nghiên cứu vấn đề rút nước phơi ruộng trong thời kỳ này và cho thấy có trường hợp làm tăng năng... các giống lúa chịu hạn trồng trên đất cạn giống như các giống lúa mì hoặc ngũ cốc khác hoặc trồng trong điều kiện không thường xuyên ngập nước Các thí nghiệm ở Philippine và Trung Quốc cũng đã cho thấy, lượng nước đầu vào cho hệ thống lúa cạn giảm từ 30-50% so với hệ thống lúa trồng trên đất ngập nước với mức giảm năng suất khoảng từ 20-30% [32] 1.5 Tình hình sản xuất lúa trong nƣớc Việt Nam là một nước. .. lúa lai, lúa thuần có năng suất cao tăng từ 50% (1991-1995) lên 80% thời kỳ 1996-2000 và trở thành yếu tố cơ bản đưa năng suất lúa một vụ từ 34,3 tạ/ha lên 42,24 tạ/ha và 52,2 tạ/ha năm 2008 Hiện nay các giống lúa mới chiếm khoảng 65% diện tích gieo trồng của cả nước Những năm gần đây chúng ta có chính sách mở cửa nên nhập nội một số giống lúa từ các Viện lúa Quốc tế (IRRI), CIAT và của một số nước khác... 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... 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... 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... các vùng khan hiếm nước" đã được đánh giá đạt hiệu quả cao trong nghiên cứu, chế tạo cũng như đưa sản phẩm ứng dụng vào thực tiễn sản xuất Với nhiệm vụ chính là nghiên cứu chế tạo một số thiết bị tưới thay thế hàng ngoại nhập, Đề tài đã nghiên cứu chế tạo thành công 9 thiết bị tưới Đây Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 25 là những thiết bị tưới tiết kiệm nước đầu tiên được . 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. 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. 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