Nghiên cứu ảnh hưởng của phân kali đến sinh trưởng, phát triển và năng suất giống lúa lai SQ 2 trên đất hai vụ lúa tại gia lộc, hải dương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
*



NGUYỄN THỊ ANH





NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN KALI ĐẾN SINH
TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT GIỐNG LÚA LAI SQ-2
TRÊN ĐẤT HAI VỤ LÚA TẠI GIA LỘC, HẢI DƯƠNG


Chuyên ngành :
KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Mã số :
60.62.01.10


NGUỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1-PGS.TS. NGUYỄN VĂN BỘ
2-TS. TRẦN VĂN QUANG

HÀ NỘI - 2014
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i

LỜI CAM ĐOAN


Tôi xin cam đoan, số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận
văn này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ
nguồn gốc.

Tác giả




Nguyễn Thị Anh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii

LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được thực hiện tại Viện cây lương thực & Cây thực
phẩm, Gia Lộc, Hải Dương.
Luận văn là một phần trong đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu hiệu lực
trực tiếp và hiệu lực tồn dư của phân vô cơ đa lượng đối với lúa, ngô, cà
phê làm cơ sơ cân đối cung cầu phân bón Việt Nam” được thực hiện từ
năm 2011-2014. Số liệu sử dụng trong luận văn đã được ban chủ nhiệm đề tài
đồng ý cho bảo vệ.
Để hoàn thành được luận văn này tôi đã nhận được rất nhiều sự động
viên, giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Nguyễn
Văn Bộ, TS. Trần Văn Quang đã hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu của
mình.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến TS Cao Kỳ Sơn và những người
đã giúp tôi hoàn thành luận văn của mình.
Xin cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo, người đã
đem lại cho tôi những kiến thức bổ trợ, vô cùng có ích trong những năm học
vừa qua.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp,
những người đã luôn bên tôi, động viên và khuyến khích tôi trong quá trình
thực hiện đề tài nghiên cứu của mình.

Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Tác giả luận văn




Nguyễn Thị Anh
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii

MỤC LỤC


Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục viết tắt vi
Danh mục bảng vii
Danh mục hình viii
1 MỞ ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1
2 Giới thiệu trích dẫn của luận văn 2
3 Mục đích và yêu cầu của đề tài 1
4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên Thế giới và ở Việt Nam 3
1.1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai trên Thế Giới 3
1.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai ở Việt Nam 6
1.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân bón trên Thế giới và ở
Việt Nam 9
1.3 Các nghiên cứu về Kali trong đất 11

1.3.1 Kali trong đất 11
1.3.2 Cơ chế cung cấp kali cho cây 13
1.4 Mối tương quan giữa dạng K và cây trồng 20
1.5 Dinh dưỡng kali đối với cây trồng 21
1.6 Ảnh hưởng của kali đến năng suất và chất lượng nông sản 25
1.7 Nhu cầu K của cây trồng 26
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv

1.7.1 Nhu cầu kali trong mối quan hệ với loại và giống cây trồng 26
1.7.2 Nhu cầu kali trong mối quan hệ với thời kì sinh trưởng 27
1.7.3 Nhu cầu kali trong mối quan hệ với năng suất 28
1.7.4 Nhu cầu kali trong mối quan hệ với các chất dinh dưỡng khác 28
1.7.5 Nhu cầu kali trong mối quan hệ với tăng vụ và xen canh 29
1.7.6 Nhu cầu kali trong mối quan hệ với sử dụng phế phụ phẩm 29
1.7.7 Nhu cầu kali trong mối quan hệ với sử dụng phân chuồng 30
1.7.8 Hiệu lực của phân Kali 30
1.7.9 Liều lượng bón phân Kali 32
Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35
2.1 Đối tượng, địa điểm, thời gian nghiên cứu 35
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 35
2.1.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 35
2.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 35
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 40
3.1 Tính chất đất thí nghiệm 40
3.2 Tình hình phát triển của mạ 41
3.3 Ảnh hưởng của kali đến thời gian sinh trưởng của lúa. 41
3.4 Ảnh hưởng của kali đến động thái tăng trưởng chiều cao cây lúa 43
3.4.1 Ảnh hưởng của kali đến chiều cao cây 43
3.4.2 Ảnh hưởng của kali đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây lúa. 47
3.5 Ảnh hưởng của kali đến động thái đẻ nhánh lúa 49

3.5.1 Ảnh hưởng của kali đến khả năng đẻ nhánh lúa 49
3.5.2 Ảnh hưởng của kali đến tốc độ đẻ nhánh lúa. 52
3.6 Ảnh hưởng của kali đến chỉ số diện tích lá (LAI) của lúa 55
3.7 Ảnh hưởng của Kali đến khả năng tích lũy chất khô lúa. 59
3.8 Ảnh hưởng của Kali đến khả năng chống chịu sâu và bệnh hại
của lúa. 60
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v

4.9 Ảnh hưởng của Kali đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng
suất lúa. 62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66
1 Kết luận: 66
2 Kiến nghị 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO 67
PHỤ LỤC 71


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi

DANH MỤC VIẾT TẮT

K Kali
K.t.s Kali tổng số
K.d.t Kali dễ tiêu
N Đạm( URE)
P Super lân
TNHH Trách nhiệm hữu hạng
FAO Food and Agriculture Oganization- Tổ chức Nông nghiệp
và Lương thực thế giới
IRRI The International Rice Research Institute- Viện Nghiên

cứu lúa Quốc tế
CMS Cytoplasmic Male Sterile- Bất dục tế bào chất
TGMS Thermosensitive genic male sterile- bất dục đực di truyền
nhân mẫn cảm với nhiệt độ
K.h.h.t.t Kali hữu hiệu trực tiếp
K.k.t.đ Kali khó trao đổi
K.h.h.c Kali hữu hiệu chậm
AR Tỷ số hoạt độ
ĐBHK Độ bão hòa Kali( VK%)
DTHT Dung tích hấp thu
LAI Chỉ số diện tích lá
NSTT Năng suất thực thu
NSSH Năng suất sinh học
KTĐN Kết thúc đẻ nhánh
KTT Kết thúc trỗ
TGST Thời gian sinh trưởng
TSC Tuần sau cấy
CCCC Cao cây cuối cùng
ĐNTĐ Đẻ nhánh tối đa
SNHH Số nhánh hữu hiệu

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii

DANH MỤC BẢNG
STT Tên bảng Trang

1.1 Diện tích, Năng suất và sản lượng lúa năm 2013 3

1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa lai ở Việt Nam từ 1992-
2012 8

1.3 Sử dụng phân hoá học và năng suất lúa tại một số nước 9

1.4 Sử dụng phân bón và năng suất lúa ở Việt Nam 10

3.1 Các chỉ tiêu phân tích đất của các công thức trước khi làm các thí
nghiệm ( vụ 1 của đề tài) 40

3.2 Kết quả phân tích kali dễ tiêu trong đất của các công thức trước
và sau khi làm thí nghiệm 40

3.3 Ảnh hưởng của phân Kali đến thời gian sinh trưởng qua các giai
đoạn sinh trưởng của giống lúa lai SQ-2 42

3.4 Ảnh hưởng của Kali đến tăng trưởng chiều cao cây 44

3.5 Ảnh hưởng của Kali đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây (cm) 47

3.6 Ảnh hưởng của Kali đến khả năng đẻ nhánh của giống SQ-2 50

3.7 Ảnh hưởng của Kali đến tốc độ đẻ nhánh của của giống lúa lai
SQ-2 53

3.8 Ảnh hưởng của Kali đến chỉ số diện tích lá của giống lúa lai SQ-2 56

3.9 Ảnh hưởng của Kali đến khả năng tích lũy chất khô trên giống
lúa lai SQ-2 59

3.10 Mức độ nhiễm sâu và bệnh hại của giống SQ-2 ở các công thức
phân bón 61

3.11 Ảnh hưởng của Kali đến các yếu tố cấu thành năng suất giống
lúa SQ-2 62

3.12 Ảnh hưởng của Kali đến năng suất giống lúa SQ-2 63


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii

DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Trang

1.1 Sơ đồ chu trình kali trong tự nhiên 11

1.2 Sơ đồ hệ cân bằng K trong đất: 13

3.1 Đồ thị tăng trưởng chiểu cao cây – vụ xuân (cm) 45

3.2 Đồ thị tăng trưởng chiểu cao cây – vụ mùa (cm) 45

3.3 Đồ thị tăng trưởng chiều cao cây (cm) vụ Xuân 48

3.4 Đồ thị tăng trưởng chiều cao cây (cm) vụ Mùa 48

3.5 Đồ thị khả năng đẻ nhánh vụ xuân( nhánh) 52

3.6 Đồ thị khả năng đẻ nhánh vụ mùa( nhánh) 52

3.7 Đồ thị tốc độ đẻ nhánh vụ Xuân 53

3.8 Đồ thị tốc độ đẻ nhánh vụ Mùa 54

3.9 Đồ thị chỉ số diện tích lá vụ Xuân 58

3.10 Đồ thị chỉ số diện tích lá vụ Mùa 58

3.11 Đồ thị các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ Xuân 65

3.11 Đồ thị các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ Mùa 65

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1

1. MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Theo tài liệu thống kê, hiện nay dân số Việt Nam đạt khoảng 91 triệu
người với nông nghiệp chiếm một tỷ trọng lớn trong nền kinh tế quốc dân,
trong đó cây lúa có vị trí quan trọng hàng đầu trong đảm bảo an ninh lương
thực và ổn định xã hội. Tuy nhiên, gần đây do tốc độ công nghiệp hoá và
đô thị hoá diễn ra nhanh chóng đã lấy đi hàng trăm ngàn ha đất nông
nghiệp màu mỡ mà chủ yếu là đất lúa. Để đảm bảo an ninh lương thực
trong điều kiện đất đai ngày càng thu hẹp thì sử dụng lúa lai năng suất cao
là biện pháp hiệu quả, góp phần giải quyết mâu thuẫn về giảm diện tích
gieo cấy mà vẫn tăng được sản lượng lúa. Do đó hiện nay ngoài việc
nghiên cứu chọn tạo ra các giống lúa lai năng suất cao, chống chịu tốt với
các yếu tố bất lợi, thích nghi với khí hậu biến đổi thì việc nghiên cứu các
biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp đối với từng giống lúa lai, trong đó có
bón phân sẽ phát huy tối đa tiềm năng của giống.
Để đánh giá khả năng thích ứng và tiềm năng cho năng suất của các

giống lúa lai nhập nội, hàng năm có hàng trăm giống lúa lai Trung Quốc được
đưa vào khảo nghiệm tại Việt Nam nhằm tìm ra những giống lúa lai mới có
năng suất cao, chất lượng tốt, thời gian sinh trưởng phù hợp, khả năng thích
ứng rộng, chống chịu các loại sâu bệnh tốt để đưa vào sản xuất. Trong bộ
giống lúa lai nhập nội từ Trung Quốc, giống lúa SQ-2 là giống lúa lai 2 dòng
cho năng suất cao do Công ty TNHH Vạn Đạt nhập khẩu và được triển khai
sản xuất thử nghiệm ở 46 điểm thuộc 15 tỉnh thành trong đó tập trung nhiều
nhất ở các tỉnhThái Bình, Thái Nguyên, Hải Dương,…từ vụ Xuân 2011.
Với mọi giống lúa, ba nguyên tố dinh dưỡng đa lượng đạm, lân và
kali đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng, phát triển và
năng suất.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2

Hơn nữa ba nguyên tố dinh dưỡng đa lượng còn có mối tác động qua
lại, khi thì tương hỗ, lúc lại đối kháng và có mối quan hệ chặt chẽ với độ phì
nhiêu của đất. Mối quan hệ tương hỗ và đối kháng còn thể hiện ở các liều
lượng áp dụng. Với liều lượng thấp và tối ưu các mối quan hệ N-P-K là tương
hỗ, song khi vượt quá tỷ lệ thích hợp chúng trở lên đối kháng. Tuy nhiên,
trong 3 nguyên tố dinh dưỡng, nguyên tố Kali không trực tiếp làm tăng năng
suất mà kali có tác động tương hỗ là làm tăng hệ số sử dụng đạm của cây, làm
cây hút được nhiều đạm và chất dinh dưỡng khác hơn từ đất và phân bón,
đồng thời kali còn hạn chế lốp đổ, tăng khả năng chống chịu với các điều kiện
môi trường và chống chịu sâu bệnh. Xuất phát từ yêu cầu trên, học viên đã
tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của phân kali đến sinh
trưởng, phát triển và năng suất của giống lúa lai SQ-2 trên đất 2 vụ lúa tại
Gia Lộc, Hải Dương.”
2. Giới thiệu trích dẫn của luận văn
Luận văn là một phần kết quả của đề tài cấp nhà nước: “Nghiên cứu
hiệu lực trực tiếp và hiệu lực tồn dư của phân vô cơ đa lượng đối với lúa,
ngô, cà phê làm cơ sơ cân đối cung cầu phân bón Việt Nam” do PGS.TS

Nguyễn Văn Bộ làm chủ nhiệm đề tài. Đề tài được thực hiện trong 4 năm
gồm 8 vụ thí nghiệm. Trong đó kết quả của luận văn được sử dụng trong vụ
5 và vụ 6 của đề tài.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1

Dưới đây là bảng các công thức của đề tài:
TT Công thức Vụ 1 Vụ 2 Vụ 3 Vụ 4
Vụ 5 Vụ 6
Vụ 7 Vụ 8
1
Không bón 0 0 0 0
0 0
0 0
2
-N PK PK PK PK
PK PK
PK PK
3 -P NK NK NK NK NK NK NK NK
4
-K NP NP NP NP
NP NP
NP NP
5
NPK NPK NPK NPK NPK
NPK NPK
NPK NPK
6 P(td_1 vụ) NPK P(td_1 vụ) NPK P(td_1 vụ) NPK P(td_1 vụ) NPK P(td_1 vụ)
7 P(td_2 vụ) NPK P(td_1 vụ) P(td_2 vụ) NPK P(td_1 vụ) P(td_2 vụ) NPK P(td_1 vụ)
8 P(td_3 vụ) NPK P(td_1 vụ) P(td_2 vụ) P(td_3 vụ) NPK P(td_1 vụ) P(td_2 vụ) P(td_3 vụ)
9 P(td_4 vụ) NPK P(td_1 vụ) P(td_2 vụ) P(td_3 vụ) P(td_4 vụ) NPK P(td_1 vụ) P(td_2 vụ)

10 K(td_1 vụ) NPK K(td_1 vụ) NPK K(td_1 vụ) NPK K(td_1 vụ) NPK K(td_1 vụ)
11 K(td_2 vụ) NPK K(td_1 vụ) K(td_2 vụ) NPK K(td_1 vụ) K(td_2 vụ) NPK K(td_1 vụ)
12
K(td_3 vụ) NPK K(td_1 vụ) K(td_2 vụ) K(td_3 vụ)
NPK K(td_1 vụ)
K(td_2 vụ)

K(td_3 vụ)
13
K(td_4 vụ) NPK K(td_1 vụ) K(td_2 vụ) K(td_3 vụ)
K(td_4 vụ) NPK
K(td_1 vụ)

K(td_2 vụ)
14 N
1
P
1
K
1
+HC

N
1
P
1
K
1
+HC N
1

P
1
K
1
+HC

N
1
P
1
K
1
+HC N
1
P
1
K
1
+HC

N
1
P
1
K
1
+HC

N
1

P
1
K
1
+HC

N
1
P
1
K
1
+HC

N
1
P
1
K
1
+HC
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1

3. Mục đích và yêu cầu của đề tài
* Mục đích
Nghiên cứu ảnh hưởng của phân kali đến sinh trưởng, phát triển và
năng suất giống lúa lai SQ-2, từ đó tìm ra công thức bón kali hợp lý nhằm
nâng cao hiệu suất và hiệu quả sử dụng phân kali.
* Yêu cầu
Bố trí thí nghiệm với các nền phân kali khác nhau trong 2 vụ lúa để

đánh giá ảnh hưởng của phân kali đến giống SQ-2 thông qua các chỉ tiêu sinh
trưởng phát triển, năng suất và sâu bệnh hại trên 2 vụ lúa (vụ Xuân và vụ
Mùa) năm 2013.
Xác định hiệu lực trực tiếp và tồn dư của phân kali với lúa lai dựa vào
công thức bón liên tục và cách vụ, từ đó rút ra công thức bón hợp lý nhất.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài sẽ bổ sung thêm cơ sở khoa học cho việc bón phân Kali hợp lý,
xây dựng công thức bón phân phù hợp cho lúa lai, góp phần nâng cao hiệu
quả sử dụng phân kali, là loại vật tư mà chúng ta còn phải nhập khẩu 100%,
qua đó giảm giá thành và tăng thu nhập cho nông dân.
* Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu:
Trên cơ cấu đất trồng hai vụ lúa trong năm, lượng dinh dưỡng có trong
đất thường không đủ cung cấp cho cây để đạt năng suất và chất lượng
mong muốn nên việc bón phân để cung cấp đủ nhu cầu dinh dưỡng cho cây
là rất cần thiết. Đối với cây lúa, kali được coi là nguyên tố quan trọng thứ
hai sau N, thể hiện lượng hút K xấp xỉ lượng hút N. Kali cần thiết cho hoạt
động của keo nguyên sinh chất, điều chỉnh sự thoát hơi nước, giảm thiệt hại
của mô do sương giá và nhiệt độ thấp. Kali nâng cao khả năng chống chịu
sâu bệnh. Kali xúc tiến quá trình quang hợp, vận chuyển các sản phẩm
quang hợp tích lũy về hạt. Kali thúc đẩy việc hút các nguyên tố dinh dưỡng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2

khác như N, P …, thúc đẩy quá trình sống của cây. Việc sử dụng không
hợp lý (thiếu, thừa, mất cân đối) sẽ gây lãng phí, hiệu quả sử dụng phân
bón thấp, gây ô nhiễm môi trường đất. Trên cơ sở đó, đề tài tiến hành:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của phân kali đến sinh trưởng, phát triển và năng
suất của giống lúa lai SQ-2 trên đất hai vụ lúa tại Gia Lộc, Hải Dương.”
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1.Tình hình sản xuất lúa gạo trên Thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai trên Thế Giới
Theo FAO (2013) diện tích canh tác lúa trên Thế giới năm 2013 là 166,08
triệu ha, năng suất bình quân đạt 4,48 tấn/ha và sản lượng đạt 745,17 triệu tấn.
Bảng 1.1. Diện tích, Năng suất và sản lượng lúa năm 2013
Tên nước Diện tích, triệu ha Năng suất, tấn/ha Sản lượng, triệu tấn
Thế giới 166,08 4,48 745,17
Trung Quốc 40,48 6,72 205,01
Ấn Độ 43,50 3,65 159,20
Thái Lan 12,37 3,13 38,78
Indonesia 13,83 5,15 71,27
Băngladesh 11,77 4,37 51,5
Việt Nam 7,89 5,57 44,07
Myanma 7,50 3,73 28,00
Philippin 4,76 3,88 18,43
Nguồn: FAOSTAT,2013
Trên thế giới, Trung Quốc là quốc gia đi đầu trong nghiên cứu và phát
triển lúa lai và có đóng góp rất lớn vào việc tăng năng suất. Năm 1976
Trung Quốc bắt đầu trồng lúa lai trên qui mô 135 ngàn ha và do hiệu quả
cao nên ngay năm 1977, diện tích lúa lai đã đạt 2,3 triệu ha và đạt kỷ lục
17,71 triệu ha vào năm 1997, chiếm trên 55% diện tích trồng lúa cả nước
và luôn ổn định đến nay ở mức 15 triệu ha, đưa năng suất lúa của Trung
Quốc đạt trên 6,7 tấn/ha, thuộc loại cao nhất trên thế giới. Như vậy có thể
nói việc sử dụng thành công lúa lai trong sản xuất ở Trung Quốc đã mở ra
cuộc cách mạng xanh lần thứ 2 trong sản xuất lúa của thế giới, cứu không
chỉ hàng trăm triệu người dân Trung Quốc khỏi nạn đói mà còn có ảnh
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4

hưởng lớn đến sản xuất lúa gạo thế giới. Người có công đầu tiên trong
nghiên cứu và phát triển lúa lai là GS Viên Long Bình (Longping Yuan),
ông đã được trao giải thưởng lương thực thế giới (World Food Prize) vào năm
2004 và được cộng đồng quốc tế tôn vinh là cha đẻ của lúa lai.
Một điều đáng lưu ý là Trung Quốc chủ yếu sử dụng lúa lai 3 dòng,
trong đó Sán ưu 63 là tổ hợp được sử dụng nhiều nhất (năm 1990 đạt 6,8 triệu
ha, tương đương 42,8% diện tích lúa lai toàn quốc) và lâu nhất (từ giữa những
năm 1980 đến năm 2001). Tổ hợp này đã được đưa vào Việt nam ngay đầu
những năm 1990 và phát triển khá tốt. Đến thời điểm hiện tại, Trung Quốc đã
chọn tạo được trên 220 tổ hợp lúa lai hai và ba dòng.
Quá trình phát triển lúa lai của Trung Quốc có thể chia làm 4 giai đoạn
- Giai đoạn 1970-1995: giai đoạn phát triển lúa lai 3 dòng, sử dụng
dòng bất dục đực từ dòng lúa hoang Oryzae rufipogon. Giống này phát triển
trên diện tích 12,4 triệu ha và đạt năng suất 6,9 tấn/ha
- Giai đoạn 1996-2000: Phát triển giống giống lúa lai kép bằng cách
phun hóa chất gây bất dục đực lên cây mẹ (chemical hybridizing agents
CHAs). Giống lai kép phát triển diện tích 2,8 triệu ha, năng suất đạt 10,25
tấn/ha. cao hơn giống lai ba dòng 20%. Trong cùng thời gian khởi động
chương trình siêu lúa lai.
- Giai đoạn 2001-2006, phát triển chương trình siêu lúa lai. Những
giống lúa lai này cho năng suất trên 12,5 tấn/ha trên diện rộng. Trên diện hẹp
có cặp lai P64S/E32 cho năng suất kỷ lục 17,1 tấn/ha.
- Giai đoạn 2007-2015: Tiếp tục chương trình siêu lúa lai với mục
tiêu đạt năng suất 13,5 tấn/ha trên diện rộng, trên diện hẹp tạo có năng suất
24 tấn/ha.
Để đạt mục tiêu trên các nhà di truyền lúa Trung Quốc tập trung:
- Cải thiện kiểu hình lúa bằng cách tạo giống lúa có phiến là dày, thẳng
để tăng hiệu suất quang hợp. Thân cứng, chống đổ ngã, bông dài, to, mang
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5

nhiều hạt để mỗi bông nặng ít nhất 6g, với mật độ 250 bông/m2 sẽ có tiềm
năng 18 tấn/ha.
- Tăng mức độ ưu thế lai bằng cách lai chéo giữa các dòng lúa khác nhau.
Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ ưu thế lai theo thứ tự từ lớn đến nhỏ là:
indica/japonica>indica/javanica>japonica/javanica>indica/indica>japonica/
japonica. Như vậy lấy giống lúa Oryzae indica làm mẹ tiếp nhận phấn lúa của
giống Oryzae japonica sẽ phát huy ưu thế lai tối đa, nâng hiệu sớm tích lũy
chất khô trên 90g/ngày, tăng tỷ lệ hạt chắc.
Thế giới cũng đang được chứng kiến những thành tựu nổi bật về nghiên
cứu và phát triển lúa lai của các quốc gia ngoài Trung Quốc như Ấn Độ,
Bangladesh, Việt Nam. Trong số các quốc gia kể trên, Ấn Độ đang nổi lên
như một quốc gia có sự tiến bộ vượt bậc về nghiên cứu và phát triển lúa lai.
Năm 2002 diện tích lúa lai của nước này chỉ vào khoảng 250 ngàn ha, bằng
một nửa diện tích lúa lai của Việt Nam, năm 2007 diện tích lúa lai của Ấn Độ
đã đạt 1,1 triệu ha, gần gấp đôi diện tích lúa lai của Việt Nam trong cùng thời
điểm. Điều đáng ghi nhận là toàn bộ diện tích lúa lai của Ấn Độ được cung
cấp bằng hạt giống do các nhà khoa học trong nước nghiên cứu chọn tạo. Tính
đến nay Ấn Độ đã cho ra đời 33 tổ hợp để phục vụ sản xuất đại trà, trong đó
có tổ hợp lúa lai thơm Pusa RH 10 nổi tiếng. Ấn Độ là nước đi tiên phong
trong việc nghiên cứu chọn tạo những tổ hợp lúa lai cho những vùng canh tác
khó khăn như vùng cao phụ thuộc vào nước trời, vùng đất nhiễm phèn, nhiễm
mặn và đã cho ra hàng loạt tổ hợp cho những vùng này.
Bangladesh là một quốc gia đông dân với mật độ dân số rất cao 970
người/km
2
, an ninh lương thực luôn bị đe doạ bởi ngập lụt hằng năm. Chính
vì thế lúa lai được quốc gia này đặc biệt quan tâm nhằm góp phần gia tăng sản
lượng lương thực. Sau một thời gian tiếp cận công nghệ, họ đã đưa diện tích
lúa lai từ 15 ngàn ha năm 2001 lên 700 ngàn ha năm 2007 (tăng tới 47%).
Mặc dầu vậy năng lực nghiên cứu lúa lai của quốc gia này còn nhiều hạn chế

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6

do chưa tạo được giống cho sản xuất đại trà và phần lớn hạt giống (khoảng
90%) phục vụ sản xuất lúa lai thương phẩm vẫn phải nhập khẩu từ Trung
Quốc và Ấn Độ.
- Áp dụng các thành tựu của công nghệ sinh học như kỹ thuật nuôi cấy
túi phấn, marker phân tử để tăng chất lượng hạt gạo và tính kháng sâu bệnh.
Hiện nay, ngoài Trung Quốc và một số nước, Viện Nghiên cứu lúa
Quốc tế (IRRI) cũng tập trung nghiên cứu lúa lai và đã thành lập mạng lưới
nghiên cứu và phát triển lúa lai. Các lĩnh vực mà IRRI tập trung là:
- Đẩy mạnh nghiên cứu các dòng lai chuyên biệt như tăng năng suất và
tính ổn định năng suất của ruộng giống. Tăng tính chống chịu điều kiện khắc
nghiệt và chất lượng hạt gạo.
- Tăng cường nguồn vật liệu lai, gửi đánh giá cũng như nhận thông tin
phản hối từ nguồn đa dạng di truyền của các nước trong mạng lưới đánh giá
quốc tế
- Xây dựng hệ thống thông tin tốt hơn, bao gồm các kỹ thuật canh tác
để phát huy hết tiềm năng năng suất, đánh giá các cặp/giống lai, áp dụng công
nghệ sinh học và các rb- kỹ thuật di truyền về lúa
Trong các năm qua, những thành viên của mạng lưới nghiên cứu phát
triển lúa lai quốc tế họp để thảo luận và thống nhất giải quyết những trở ngại
trong phát triển lúa lai.
1.1.2 . Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai ở Việt Nam
Cùng với sự phát triển lúa lai trên thế giới, ở Việt Nam với sự trợ giúp
của quốc tế. Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa lai vào năm 1986 tại Viện Khoa
học kỹ thuật Nông nghiệp, Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long và Viện Di
truyên Nông nghiệp. Nguồn vật liệu chủ yếu nhập từ Viện nghiên cứu lúa
Quốc tế, song những nghiên cứu này mới ở giai đoạn tìm hiểu. Năm 1989 hạt
giống lúa lai F
1

được nhập qua biên giới Việt – Trung, gieo trồng ở một số địa
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7

phương thuộc vùng núi các tỉnh phía Bắc như Lạng Sơn, Cao Bằng, Hà Giang
và cho năng suất rất hấp dẫn.
Trong giai đoạn 2001-2012, công tác chọn tạo lúa lai của Việt Nam đã
được thúc đẩy mạnh mẽ và thu được nhiều thành tựu đáng kể; tỷ trọng lúa lai
thương hiệu Việt Nam đã tăng lên rõ rệt, số giống được công nhận chính thức
chiếm 28% trong tổng số các giống được công nhận.
Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống bố mẹ và tổ hợp lai mới trong thời
gian qua cụ thể như sau:
+ Đã chọn tạo và tuyển chọn được 26 dòng bất dục (CMS, TGMS), 10
dòng duy trì, nhiều dòng phục hồi, chọn tạo được một số dòng TGMS (dòng
bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với nhiêt độ) thích hợp với điều kiện Việt
Nam, có tính bất dục ổn định, nhận phấn ngoài rất tốt.
+ Đã lai tạo, đánh giá, đưa vào khảo nghiệm nhiều tổ hợp lai có triển
vọng và phát triển vào sản xuất.
Với lúa lai ba dòng có 8 giống được công nhận chính thức: HYT57,
HYT83, HYT100, Nam ưu 603, Nam ưu 604, Bác ưu 903KBL, PAC807,
LC25, Thanh ưu 3 và các giống được công nhận sản xuất thử: HYT 92,
CT16
Với lúa lai hai dòng có 8 giống được công nhận chính thức: VL20,
VL24, TH3-3, TH3-4, TH3-5, HC1, HYT103, HYT102 và 7 giống được công
nhận sản xuất thử, LHD6, TH5-1, TH7-2, LC212, LC270, ngoài ra còn nhiều
tổ hợp lúa lai đang khảo nghiệm, có triển vọng mở rộng sản xuất.
Nhiều giống lúa lai có thời gian sinh trưởng ngắn, tiềm năng năng suất
cao, chất lượng khá, chống chịu tốt với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất
thuận phù hợp cho cơ cấu 2 lúa 1 màu được phát triển mạnh vào sản xuất như
HYT100, Việt lai 20, Việt lai 24, TH3-3, TH3-4, TH3-5, TH7-2, CT16,
LC25, LC212

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8

Một số tổ hợp lúa lai kháng bạc lá có chứa các gen Xa21, Xa7, kháng
mạnh và ổn định với nhiều chủng nòi vi khuẩn bạc lá của miền Bắc đang được
phát triển mạnh vào sản xuất như Bác ưu 903 KBL, Việt lai 24.
Từ năm 2004 đến nay đã có một số tổ hợp lai hai dòng mới được công nhận
chính thức VL20 (103S/R20), TH3-3 (T1S-96/R3), TH4-4 (T1S-96/R4), HC1
(103S/R6), TH7-2 (T63S/R2), TH5-1 (P5S/R1), VL50 (103S/R50)
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa lai ở Việt Nam
từ 1992- 2012


Năm
Diện tích
(ha)
Năng suất
(tấn/ha)
Sản lượng
(tấn)
1992 11.094 5,77 64.012
1993 34.648 6,75 233.874
1994 60.077 5,84 350.849
1995 73.503 6,14 451.308
1996 127.743 5,85 747.296
1997 187.802 6,38 1.198.176
1998 200.000 6,54 1.308.000
1999 233.000 6,47 1.507.000
2000 435.508 6,44 2.804.671
2001 480.000 6,48 3.110.000
2002 500.000 6,36 3.180.000

2003 600.000 6,26 3.756.000
2004 577.000 6,35 3.663.000
2005 553.000 6,50 3.594.000
2006 572.700 - -
2007 620.000 6,50 4.030.000
2008 560.000 6,80 3.808.000
2009 709.816 6,50 4.613.804
2010 605.642 6,50 3.936.673
2011 595.000 6,70 3.986.000
2012 613.117 6,20 3.801.325

Nguồn: Cục Trồng trọt, 2012
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 9

1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân bón trên Thế giới và ở
Việt Nam
Phân bón là một trong 3 yếu tố giúp tăng năng suất cây trồng. Theo các
nhà Trung Quốc, phân bón đóng góp 40% trong tăng năng suất cây trồng trên
phạm vi toàn quốc. Với Việt Nam, các nhà khoa học cho rằng phân bón đóng
góp cao hơn bởi vì trong 40 năm (1970-2010) tăng tương ứng 2,66 lần. Tốc
độ tăng năng suất của Việt Nam cao hơn trung bình của thế giới và hầu hết
các nước trồng lúa.
Bảng 1.3. Sử dụng phân hoá học và năng suất lúa tại một số nước
Nước

Kg N+P
2
O
5
+K

2
O/ha canh tác Năng suất lúa, tạ/ha
1970 1980 1990 2000 2007 1970

1980

1990

2000

2010

Trung Quốc 44,0 158,2

220,4

256,9

366,9 3,42 4,14 5,72 6,26 6,55
Nhật Bản 376,3 372,6

385,5

324,5

272,1 5,63 5,13 6,38 6,70 6,51
Hàn Quốc 261,9 351,4

418,7

301,1

257,9 4,55 4,31 6,21 6,71 6,51
Thái Lan 6,6 16,7 59,7 99,7 133,4 2,02 1,89 1,96 2,61 2,88
Việt Nam 55,2 26,1 104,9

365,6

400,3*

2,01 2,08 3,19 4,24 5,34
Nguồn: Tiêu thụ phân bón: FAOSTAT Database, (1961-2001 data: FAO
update 06 Sept 2006/30 Aug 2007). Patrick Heffer, 2008. IFA, 2008.
Assessment of Fertilizer Use by Crop at the Global Level. Năng suất lúa:
: 8080/wrs
Theo số liệu thống kê, năng suất và sản lượng các cây trồng chính tại
Việt Nam có mối quan hệ chặt chẽ với lượng phân bón sử dụng.
Những nước có nền thâm canh sớm như Nhật Bản, Hàn Quốc đều đã sử
dụng phân bón rất cao, đạt 300-400 kg N+P
2
O
5
+K
2
O/ha canh tác từ những
năm 70-80 của thế kỷ 20. Hàn Quốc đã từng bón 418 kg chất dinh dưỡng/ha
canh tác cách đây 23 năm, khi đó lượng bón của Việt Nam mới chỉ đạt 104
kg/ha. Tuy nhiên các nước thâm canh sớm như Nhật Bản, Hàn Quốc lại đang
giảm nhanh lượng phân bón sử dụng/ha canh tác. Một phần do chi phí cao,
song phần lớn do công nghệ phân bón và kỹ thuật bón phân được cải thiện

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10

nên hiểu quả sử dụng tăng và có thể giảm lượng bón. Lượng bón của Việt
Nam năm 2010 thuộc loại cao trên thế giới, song chúng ta có hệ số sử dụng
đất đạt gần 2 lần, do vậy, thực chất lượng dinh dưỡng bón cho cây trồng cũng
chỉ khoảng 200 kg N+P
2
O
5
+K
2
O/ha/vụ. Lượng bón của Thái Lan hiện thuộc
loại thấp, chủ yếu do nước này có trên 10 triệu ha lúa sử dụng giống chất
lượng cao nên không chịu thâm canh.
Bảng 1.4. Sử dụng phân bón và năng suất lúa ở Việt Nam
Năm

Tiêu thụ phân bón (tấn/ha)
(
1000 tấn N+P
2
O
5
+K
2
O)

Năng suất lúa (tấn/ha )
1990

560 3,19
1995

1.224 3,68
2000

2.267 4,24
2005

1.985 4,89
2010

2.582 5,34
2011

2.935 5,53
2012

2.774 5,66
Nguồn: IFA, 2012; Số liệu thống kê Việt Nam thế kỷ 20, cuốn 1,2. NXB Thống
kê, năm 2004. Niên giám thống kê hàng năm. Báo cáo tổng kết Bộ Nông
nghiệp và PTNT
Hiện nay, mỗi năm chúng ta sử dụng trên 10 triệu tấn phân bón các
loại. Phân bón mang lại ít nhất 30-35% giá trị sản lượng của nông nghiệp.
Chỉ tính riêng phân bón nhập khảu, năm 2012 đã tiêu tốn của ngân sách
gần 2 tỉ USD. Nếu tính cả lượng phân bón sản xuất trong nước thì chúng ta
tiêu thụ lượng phân bón có gía trị tương đương khoảng 4 tỉ USD. Với đóng
góp và giá trị cao như vậy, nhưng chúng ta chưa quan tâm đúng mức đến
nghiên cứu để chế tạo ra các loại phân bón mới cũng như kỹ thuật sử dụng
phân bón hiệu quả.

Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun vn Thc s Khoa hc Nụng nghip Page 11

1.3. Cỏc nghiờn cu v Kali trong t
1.3.1. Kali trong t
Cỏc ion kali l thnh phn thit yu trong dinh dng thc vt v c
tỡm thy trong hu ht cỏc loi t. Phõn bún tiờu th 95% cỏc sn phm húa
ca kali trờn ton cu vi 3 dng ch yu l kali clorua (KCl), kali
sulfat (K
2
SO
4
), hoc nitrat (KNO
3
), trong ú khong 90% l KCl. Thnh phn
kali trong hu ht thc vt dao ng t 0,5% n 2% K
2
O.
Theo Vin Kali quc t (IPI), chu trỡnh kali trong t biu hin ca ton
b cỏc dng K v mi tng tỏc ca chỳng thụng qua cỏc quỏ trỡnh chuyn hoỏ
c trng, c kim soỏt bi nhng yu t bờn trong v bờn ngoi (s 1).

Company
LOGO
Chu trinh K
Phân chuồng
Phân khoáng
Thu hoạch
Xói mòn
Rẳ trôi
K trong

dung dịch đất
(K
+
)
Phế
phụ phẩm
Cây trồng
hút
K khoáng
K hấp phụ
K Trao đổi
Bón vào
Yếu tố
Lấy đi
Nguồn: IPI

Hỡnh 1.1 S chu trỡnh kali trong t nhiờn
Hm lng K trong t dao ng t 0,5- 3,0% K, trung bỡnh l 1,2% K
v ph thuc vo chng loi t (S.L. Tisdal v W.l. Nelson, 1975, P.M.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 12

Bertsch và G.W. Thomas, 1985). Theo Mutscher (1995) hàm lượng K.t.s
trong đất có thể dao động từ dưới 0,1% đến trên 4% K. Cao Tiến Nhuận
(1979) cho rằng K.t.s trong đất Việt Nam dao động từ 0,2- 3,0% K
2
O.
P.W. Arnold (1961) phân chia K trong đất thành bốn dạng: K hoà tan
trong nước, K dễ trao đổi, K khó trao đổi và K không trao đổi.
В.У. Пчелкин (1966) cho rằng K trong đất có thể chia thành sáu dạng:
K hoà tan trong nước, K trao đổi, K khó trao đổi, K không trao đổi, K trong

cấu trúc silicat không hoà tan và K hữu cơ trong đất.
E.O. Mc Lean (1978) cũng phân chia K trong đất thành bốn dạng, phụ
thuộc vào mức độ dễ tiêu đối với cây trồng: K khoáng (K trong cấu trúc), dao
động từ 5000- 25.000 ppm, trung bình 95,4%, K không trao đổi (K cố định
hay K khó tiêu) dao dộng từ 50- 750 ppm, trung bình 2,54%, K trao đổi dao
dộng từ 40 - 600 ppm, chiếm trung bình 2,03% và K dung dịch dao động từ 1-
10 ppm, trung bình 0,03% tổng lượng kali trong đất.
N.C. Brady (1974), S.L. Tisdal, W.l. Nelson (1975) chia K trong đất
thành ba dạng: Kali hữu hiệu trực tiếp (readily available K) 0,1-2 %, Kali
hữu hiệu chậm (slowly available) 1- 10 % và Kali không hữu hiệu tương đối
(relatively unavailable) chiếm 90- 98 % tổng lượng kali.
Về mặt hình thái, sự phân chia các dạng K của các tác giả trên khác
nhau, song về bản chất lại có sự đồng nhất. Bởi lẽ, nếu tách K hữu hiệu trực
tiếp thành K dung dịch và K trao đổi và tách K không trao đổi tương đối theo
Brady, Tisdal và Nelson thành K không trao đổi và K cấu trúc theo khái niệm
của Пчелкин và Mc Lean; nhập K không trao đổi và K cấu trúc không hoà
tan (theo Пчелкин) thành K cấu trúc (theo Mc. Lean); Tách K hữu cơ (theo
Пчелкин) thành K trao đổi và K khó trao đổi. Đồng nhất các danh từ K
không trao đổi của E.O. Mc. Lean với K khó trao đổi của Arnold và
Пчелкин

và K hữu hiệu chậm của Brady và S.L. Tisdal thành K không trao đổi thì về
bản chất sự phân chia các dạng K trên chỉ là một.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 13

Như vậy, có thể nói K trong đất được chia thành bốn dạng là: K hoà tan,
K trao đổi, K không trao đổi và K khoáng, như cách phân chia của E.O. Mc
Lean (1978). Phương pháp phân chia này là thích hợp vì nó không những phản
ánh được khả năng cung cấp K của các dạng K trong đất cho cây trồng tương
đối rành mạch, mà về góc độ hoá lý, sự phân định ranh giới giữa các dạng cũng

rõ ràng.
Theo E.O. Mc Lean (1978) sự phân chia và mối quan hệ giữa các dạng K
trong đất có thể được đơn giản hoá theo sơ đồ 2.
K1 K3 Ka
K khoáng K không trao đổi K trao đổi K hoà tan

K2 K4 Kd
Hình 1.2. Sơ đồ hệ cân bằng K trong đất:

Trong đó: K1: hệ số tốc độ phong hoá và phân huỷ, K2: hệ số tốc độ tinh thể hoá; K3: hệ số
tốc độ cố định, K4: hệ số tốc độ giải phóng; Ka: hệ số tốc độ hấp phụ, Kd: hệ số tốc độ phản
hấp phụ.
1.3.2. Cơ chế cung cấp kali cho cây
1.3.2.1. Trao đổi trực tiếp
Chỉ một phần nhỏ K cây hút thông qua cơ chế trao đổi ion trực tiếp giữa
rễ cây và đất, tỷ lệ này chiếm khoảng 6-10% tổng lượng K trong cây.
Vì thế, vận chuyển K từ những vị trí trong đất đến rễ đóng vai trò rất quan
trọng trong dinh dưỡng K của cây. Sự vận chuyển này thông qua quá trình dòng
chảy tự do và khuyếch tán xảy ra trong dung dịch đất (P.B. Tinker, 1978).
1.3.2.2. Dòng chảy tự do
Dòng chẩy tự do là sự vận chuyển dinh dưỡng qua các khe hở của đất
bằng dòng nước đối lưu đến rễ cây. Mức độ vận chuyển dinh dưỡng phụ
thuộc vào mức độ tiêu thụ nước của cây và nồng độ ion K
+
trong dung dịch.
Lượng dinh dưỡng vận chuyển thông qua dòng chảy tự do đến với cây tương