Nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ nước tới sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa An Dân 11 tại xã Xuân Phương, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TẠ LAN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG
CỦA CÁC CHẾ ĐỘ NƯỚC TỚI SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT LÚA AN DÂN 11
TẠI XÃ XUÂN PHƯƠNG HUYỆN PHÚ BÌNH,
TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

THÁI NGUYÊN - 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TẠ LAN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG
CỦA CÁC CHẾ ĐỘ NƯỚC TỚI SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT LÚA AN DÂN 11
TẠI XÃ XUÂN PHƯƠNG HUYỆN PHÚ BÌNH,
TỈNH THÁI NGUYÊN
Ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 60.62.01.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. HOÀNG VĂN PHỤ

THÁI NGUYÊN - 2015


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là
trung thực và chưa từng được công bố.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ
nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Tạ Lan Phương


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực tập và thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được sự
quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên,
Khoa sau đại học, các thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, cơ quan và
gia đình.
Trước tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo
PGS.TS. Hoàng Văn Phụ - người hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ tôi
trong quá trình hoàn thành luận văn này.
Đồng thời tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể các thầy, cô giáo trong
Phòng Đào tạo, các thầy giáo, cô giáo giảng dạy chuyên ngành, Phòng thí
nghiệm trung tâm Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ hoàn

thiện bản luận văn này.
Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới tất cả bạn
bè, đồng nghiệp, cơ quan, gia đình và người thân đã quan tâm động viên tôi
trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận văn

Tạ Lan Phương


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC VIẾT TẮT .................................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... vii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề...................................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 2
3. Yêu cầu của đề tài ......................................................................................... 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn....................................................................... 2
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC ....................... 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4
1.2. Thực trạng áp dụng canh tác lúa theo SRI ở Việt Nam ............................. 5
1.3. Tình hình tưới nước cho lúa trên thế giới và Việt Nam............................. 7
1.3.1. Tình hình tưới nước cho lúa trên thế giới ............................................. 11
1.3.2. Tình hình tưới nước cho lúa ở Việt Nam .............................................. 12

1.4. Tình hình nghiên cứu về tưới nước tiết kiệm cho lúa trên thế giới và
Việt Nam ............................................................................................... 13
1.4.1. Tình hình nghiên cứu về tưới nước tiết kiệm cho lúa trên thế giới ...... 13
1.4.2. Tình hình nghiên cứu về tưới nước tiết kiệm cho lúa ở Việt Nam ....... 23
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU... 29
2.1. Đối tượng, và phạm vi nghiên cứu........................................................... 29
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 29
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 29
2.1.3. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 29
2.1.4. Thời gian nghiên cứu ............................................................................ 29
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 29


iv

2.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 30
2.3.1. Các chỉ tiêu theo dõi.............................................................................. 32
2.3.2. Phương pháp theo dõi và phân tích mẫu ............................................... 33
2.4. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ................................................... 38
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................... 39
3.1. Điều kiện thời tiết khí hậu, thời tiết của Thái Nguyên............................. 39
3.2. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến sinh trưởng của giống
lúa An dân 11 trong điều kiện vụ mùa 2014 tại xã Xuân Phương,
huyện Phú Bình tỉnh Thái Nguyên........................................................ 42
3.2.1. Thời gian sinh trưởng (TGST) .............................................................. 42
3.2.2. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến chiều cao cây và
khả năng chống đổ đến giống lúa An dân 11 ........................................ 43
3.2.3. Khả năng đẻ nhánh của giống lúa An dân 11 ....................................... 45
3.2.4. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến sinh trưởng của bộ rễ...... 49
3.2.5. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến trọng lượng khô của

bộ rễ lúa ................................................................................................. 53
3.2.6. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến khả năng tích lũy
vật chất khô thân, lá, bông và toàn khóm ............................................. 59
3.3. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến khả năng chống chịu
sâu bệnh ................................................................................................. 61
3.4. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến các yếu tố cấu thành
năng suất và năng suất giống lúa An dân 11 - vụ mùa 2014 ................ 63
3.5. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến dung trọng đất. .................. 67
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 69
1. Kết luận ....................................................................................................... 69
2. Đề nghị ........................................................................................................ 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 71
KẾT QUẢ XỬ LÝ THỐNG KÊ


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là
trung thực và chưa từng được công bố.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ
nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Tạ Lan Phương


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1.

Trung bình diễn biến thời tiết khí hậu Thái Nguyên qua các
năm từ 2005 - 2014. .................................................................... 39

Bảng 3.2.

Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến thời gian
sinh trưởng của giống lúa An dân vụ mùa 2014 ......................... 42

Bảng 3.3.

Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến chiều cao
cây và khả năng chống đổ ........................................................... 43

Bảng 3.4.

Động thái đẻ nhánh của giống An dân 11 .................................. 46

Bảng 3.6.

Ảnh hưởng của chế độ nước khác nhau đến đường kính của
bộ rễ ............................................................................................ 49

Bảng 3.6.

Ảnh hưởng của chế độ nước khác nhau đến chiều dài rễ ........... 51

Bảng 3.7.

Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến trọng lượng
khô của bộ rễ ............................................................................... 54

Bảng 3.8.

Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau tới khả năng tích
luỹ vật chất khô lá, thân, bông và toàn khóm giống lúa An dân
11 vụ mùa 2014 ............................................................................ 59

Bảng 3.9.

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất ............................. 64

Bảng 3.10. Ảnh hưởng của các chế độ nước đến dung trọng đất ................. 67


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1.

Diễn biến khí hậu Tỉnh Thái Nguyên từ năm 2005 - 2014.......... 40

Hình 3.2. Động thái đẻ nhánh của giống An Dân 11.................................... 47
Hình 3.3. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến đường kính
rễ lúa.............................................................................................. 50
Hình 3.4. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến chiều dài
rễ/m2 .............................................................................................. 53

Hình 3.5. Biểu đồ khả năng tích lũy chất khô rễ/khóm An dân 11 giai
đoạn trỗ vụ mùa 2014 ................................................................... 57
Hình 3.5. Khả năng tích luỹ chất khô của toàn bộ rễ/khóm An dân 11
vụ mùa 2014 .................................................................................. 58
Hình 3.6. Biểu đồ khả năng tích lũy chất khô rễ, thân, lá, bông giống
lúa An dân 11 giai đoạn chín ........................................................ 60
Hình 3.7. Biều đồ khả năng tích lũy vật chất khô toàn khóm ...................... 61
Hình 3.8. Biểu đồ ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến năng
suất thực thu và năng suất lý thuyết của giống lúa An dân 11 ..... 66


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. Thế giới hiện nay có khoảng 3,5 tỷ người lấy lúa
gạo làm nguồn cung cấp năng lượng chính cho nhu cầu sống của mình. Trong
số đó, hơn 75% sản lượng lúa của thế giới được sản xuất từ châu Á. Nguồn
nước dồi dào đã tạo môi trường thuận lợi cho sự phát triển diện tích lúa và trở
thành cây lượng thực quan trọng nhất của khu vực châu Á.
Nước và phân bón có vai trò cực kỳ quan trọng đối với đời sống của cây
trồng nói chung và cây lúa nói riêng. Trong đó nước là điều kiện để thực hiện
các quá trình sinh lý trong cây lúa, vận chuyển dưỡng chất đến các bộ phận
khác nhau của cây lúa. Nếu thiếu nước thì cây lúa bị khô, lá lúa bị cuộn lại
không phát triển.
Tài nguyên nước trên thế giới ngày càng trở nên căng. Theo đánh giá của
một số tác giả, tới năm 2025, lượng nước tính theo đầu người của khu vực
châu Á sẽ giảm tới 15% đến 54% so với năm 1990. Tình trạng suy kiệt nguồn
nước trong hệ thống sông, hạ lưu các hồ chứa trên cả nước và nước dưới đất ở

nhiều vùng đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng. Nguyên nhân là do tác động
của biến đổi khí hậu dẫn đến lượng mưa hàng năm ngày càng có xu hướng
giảm, nhiệt độ đang có xu hướng ngày càng tăng lên dẫn đến lượng bốc hơi
nước cũng tăng theo. Rừng bị tàn phá và cháy rừng, đã làm diện tích và độ
che phủ trong những năm gần đây giảm mạnh dẫn đến giảm khả năng dự trữ
và điều tiết nước. Sự phát triển của đô thị hóa ngày càng nhanh, trong khi đó
nguồn nước đang đối mặt với nguy cơ ô nhiễm. Đối với nước cho nông
nghiệp, sự suy giảm về lượng nước dành cho tưới càng nhanh hơn do sự cạnh
tranh khốc liệt của các ngành kinh tế sử dụng nước khác như công nghiệp, cấp


2

nước cho đô thị, nuôi trồng thủy sản... Vì những ngành này có mức độ ưu tiên
cao hơn, do sự cần thiết hơn hay lợi nhuận cao hơn. Một trong những giải pháp
nhằm khai thác sử dụng nước bền vững tài nguyên nước là sử dựng nước hợp
lý và tiết kiệm, sử dụng nước hiệu quả trong nông nghiệp sẽ là định hướng
mang tính chất lâu dài.
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. Vì vậy, chúng
tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ
nước tới sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa An dân 11 tại xã Xuân
Phương huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ tưới nước đến sinh trưởng, phát
triển của lúa An dân 11, để tìm ra phương thức tưới nước hiệu quả nhất.
3. Yêu cầu của đề tài
Đánh giá được sự ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau tới sinh
trưởng, phát triển, năng suất cho giống lúa An dân 11 tại Phú Bình. Và xác
định sự ảnh hưởng của chế độ nước đến một số yếu tố dinh dưỡng trong đất.

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.1. Ý nghĩa khoa học
- Bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến
sinh trưởng, phát triển và năng suất giống lúa An dân 11. Và là cơ sở đề xuất
ra chế độ nước thích hợp nhất, tiết kiệm nhất.
- Kết quả thu được từ thí nghiệm là căn cứ khoa học để bổ sung, hoàn
thiện quy trình kỹ thuật thâm canh lúa cải tiến cho giống lúa An dân 11 tại
Phú Bình - Thái Nguyên.


3

4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Xác định được chế độ tưới nước tiết kiệm nhất nhưng lại mang lại năng
suất cao nhất.
Đề tài mang tính ứng dụng cao, khi ứng dụng vào thực tiễn sản xuất sẽ
thúc đẩy mở rộng diện tích trồng lúa trên đất ruộng không chủ động nước
từ đó nâng cao hệ số sử dụng đất, tăng thu nhập cho người nông dân, góp
phần xóa đói giảm nghèo cho Phú Bình nói riêng và các tỉnh miền núi phía
Bắc nói chung.


4

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Nước là tài nguyên có ý nghĩa quyết định đối với sự sống và phát triển
của con người và xã hội loài người [2].
Nước có vai trò quan trọng trong đời song cây trồng nói chung, nước là

thành phần chủ yếu cấu tạo cơ thể và giúp các quá trình sinh lý và sinh hóa
diễn ra bình thường. Nước đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp
để tổng hợp chất hữu cơ của cây lúa. Đây là quá trình hấp thụ và chuyển
quang năng thành hóa năng tích trữ trong các phân tử carbonhydrate.
Ngoài ra, nước còn là điều kiện ngoại cảnh không thể thiếu đối với cây
lúa. Nước có tác dụng điều hòa tiểu khí hậu trong ruộng, tạo điều kiện cho
việc cung cấp dưỡng chất, làm giảm nhiệt độ, muối, phèn, độc tố và cỏ dại
trong ruộng lúa.
Trong canh tác lúa, nước là yếu tố đầu tiên ảnh hưởng đến quá trình sinh
trưởng, phát triển và năng suất lúa. Theo Goutchin, 2010 để tạo được một đơn
vị thân lá cây lúa cần 400 - 450 đơn vị nước, con số tương tự đối với hạt là
300 - 350 [8]. Cây lúa rất cần nước, tuy nhiên mỗi giai đoạn cây lúa lại có nhu
cầu khác nhau về nước. 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. Do đó cây hút kali và silic kém.
Cây lúa trong hệ sinh thái đồng ruộng, chịu tác động rất mạnh của môi
trường khí hậu, đất và môi trường sinh vật. Các môi trường về lâu dài tại cùng


5

một thời điểm tác động lẫn nhau trong quá trình chuyển hóa năng lượng và
tuần hoàn vật chất, cạnh tranh nhau và quyết định sự phát triển của lúa.
Nước là một trong những điều kiện sinh thái cơ bản đối với đời sống cây
trồng nói chung và lúa nói riêng. Tình trạng nước đồng ruộng chẳng những
ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sinh lý của cây lúa, mà còn ảnh hưởng tới
các yếu tố khác của độ phì đất, tiểu khí hậu đồng ruộng và các biện pháp canh

tác qua đó ảnh hưởng tới cây lúa. Nghiên cứu lý thuyết và thí nghiệm, thực
tiễn sản xuất nông nghiệp cho thấy, chế độ nước mặt ruộng ảnh hưởng trực
tiếp đến năng suất lúa. Nhìn chung khi bị thiếu nước, lượng bốc hơi thực tế
giảm làm ảnh hưởng đến năng suất cây trồng nói chung và đặc biệt là cây lúa.
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 [4]. Khan hiếm nguồn nước
hiện đã trở thành một thực trạng đe dọa khoảng 2 tỷ người. Nhiệt độ tăng cao
do tác động của biến đổi khí hậu sẽ làm tăng nhu cầu về nước cho hoạt động
trồng trọt. Vì thế, sự khan hiếm nước càng trở nên nghiêm trọng hơn. Tính
đến năm 2025, sẽ có 15-20 triệu hec-ta trong tổng số 79 triệu hec-ta diện tích
trồng lúa cần được tưới tiêu (cung cấp 3/4 tổng nguồn cung lúa gạo cho thế
giới) sẽ bị khan hiếm về nguồn nước [20]. Cũng theo ước tính, đến năm 2015,
để xóa đói và suy dinh dưỡng cho dân số thế giới, cần có lượng nước ngọt bổ
sung tương đương với lượng nước ngọt hiện đang được sử dụng phục vụ
ngành nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt hộ gia đình.
Cần phải tìm ra những giải pháp để tăng tính hiệu quả sử dụng nguồn
nước (bao gồm cả nước tưới tiêu và nước mưa) trong nông nghiệp.
1.2. Thực trạng áp dụng canh tác lúa theo SRI ở Việt Nam
Thực trạng áp dụng canh tác lúa theo SRI ở Việt Nam Theo thống kê
của Cục BVTV (Bộ NN-PTNT), đến năm 2014 đã có 29 tỉnh, thành phố trực
thuộc Trung ương ứng dụng canh tác lúa theo SRI. Ngoài ra, một số tổ chức


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực tập và thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được sự
quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên,
Khoa sau đại học, các thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, cơ quan và
gia đình.

Trước tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo
PGS.TS. Hoàng Văn Phụ - người hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ tôi
trong quá trình hoàn thành luận văn này.
Đồng thời tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể các thầy, cô giáo trong
Phòng Đào tạo, các thầy giáo, cô giáo giảng dạy chuyên ngành, Phòng thí
nghiệm trung tâm Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ hoàn
thiện bản luận văn này.
Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới tất cả bạn
bè, đồng nghiệp, cơ quan, gia đình và người thân đã quan tâm động viên tôi
trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận văn

Tạ Lan Phương


7

hiện, các hướng dẫn về quy trình kỹ thuật canh tác được ban hành tương đối
đầy đủ. Ở trong nước, với hơn 10 năm ứng dụng canh tác SRI, nhiều nghiên
cứu khoa học, mô hình thí điểm, mô hình thực tiễn đã được thực thi. Cơ sở hạ
tầng của đồng ruộng, kỹ thuật tưới, tiêu là vấn đề then chốt trong việc canh
tác SRI toàn phần. Để tạo điều kiện mở rộng diện tích canh tác SRI toàn phần,
cần quan tâm giải quyết tốt vấn đề trên, bên cạnh đó cần đẩy mạnh việc phổ
biến, tuyên truyền cho người dân về hiệu quả canh tác SRI. Một số quy
chuẩn, tiêu chuẩn, hướng dẫn có liên quan đã được ban hành như: Quyết định
của Bộ NN-PTNT công nhận “Ứng dụng hệ thống thâm canh tổng hợp
trong SX lúa ở một số tỉnh phía Bắc” là tiến bộ kỹ thuật, đây là tài liệu hướng
dẫn kỹ thuật canh tác SRI cho lúa cấy; Quy trình kỹ thuật ứng dụng hệ thống
thâm canh lúa cải tiến đối với lúa gieo thẳng của Cục BVTV; Sổ tay Hướng

dẫn quy trình kỹ thuật tưới lúa - tiết kiệm nước và giảm phát thải khí nhà kính
của Tổng cục Thủy lợi, các nội dung được hướng dẫn có thể xem xét để phục
vụ canh tác SRI. Nhìn chung, cơ sở khoa học, các tiêu chuẩn, quy chuẩn,
hướng dẫn canh tác SRI tương đối đầy đủ. Tuy nhiên, để hoàn thiện, hỗ trợ
các địa phương, doanh nghiệp thúc đẩy canh tác SRI, cần bổ sung thêm
hướng dẫn kỹ thuật về bố trí, xây dựng cơ sở hạ tầng cho canh tác SRI, trọng
tâm là các nội dung liên quan đến kỹ thuật san phẳng ruộng, bố trí hệ thống
kênh tưới, tiêu và hướng dẫn kỹ thuật tưới ướt - khô xen kẽ, phù hợp với canh
tác từng vùng, miền...
1.3. Tình hình tưới nước cho lúa trên thế giới và Việt Nam
Khan hiếm nguồn nước hiện đã trở thành một thực trạng đe dọa khoảng
62 tỷ người trên thế giới. Nhiệt độ tăng cao do tác động của biến đổi khí hậu
sẽ làm tăng nhu cầu về nước cho hoạt động trồng trọt. Vì thế, sự khan hiếm
nước càng trở nên nghiêm trọng hơn. Tính đến năm 2025, sẽ có 15-20 triệu
hec-ta trong tổng số 79 triệu hec-ta diện tích trồng lúa cần được tưới tiêu


8

(cung cấp 3/4 tổng nguồn cung lúa gạo cho thế giới) sẽ bị khan hiếm về
nguồn nước [33]. Cũng theo ước tính, đến năm 2015, để xóa đói và suy dinh
dưỡng cho dân số thế giới, cần có lượng nước ngọt bổ sung tương đương với
lượng nước ngọt hiện đang được sử dụng phục vụ ngành nông nghiệp, công
nghiệp và sinh hoạt hộ gia đình [28].
Cần phải tìm ra những giải pháp để tăng tính hiệu quả sử dụng nguồn
nước (bao gồm cả nước tưới tiêu và nước mưa) trong nông nghiệp.
SRI là giải pháp tối ưu nhất cho người nông dân và các quốc gia
nhằm thúc đẩy sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp dựa vào cộng đồng.
Đồng thời, SRI cho phép quản lý các nguồn tài nguyên đất và nước một cách
bền vững hơn và thậm chí còn làm tăng năng lực sản xuất của những nguồn

tài nguyên này trong tương lai.
Khi áp dụng SRI, nước cho canh tác lúa tưới tiêu sẽ giảm từ 25-50%.
Việc cắt giảm lượng nước trong sản xuất lúa gạo có thể tiết kiệm nước cho
việc trồng các loại cây lương thực khác, tăng đa dạng cây trồng và sử dụng
cho các lĩnh vực khác như sinh hoạt gia đình, công nghiệp và môi trường. SRI
đòi hỏi nhu cầu về nước ít hơn đồng nghĩa với việc người nông dân có thể tiếp
tục trồng lúa tại các khu vực khan hiếm về nguồn nước [11]. Kỹ thuật thâm
canh lúa cải tiến SRI (System of Rice Intensification) do Fr. Henryde
Laulanie, S.J bắt đầu vào năm 1994 tại Tefy Saina, Madagasca. Tại đây, kỹ
thuật này đã làm năng suất lúa tăng lên gấp đôi, trung bình 8 tấn/ha mà không
sử dụng thuốc BVTV. Theo nguyên lý của SRI, các biện pháp này sẽ cho kết
quả tốt trong bất kỳ môi trường nào, mặc dù kết quả sẽ biến đổi. Kết quả cũng
có thể khác nhau đối với việc sử dụng các giống lúa khác nhau. Cho đến nay,
tất cả các giống đã phản ứng tích cực với phương pháp quản lý này.
Từ các thực nghiệm đồng ruộng của nông dân, đến nay việc áp dụng
các biện pháp SRI đã được thực hiện ở 40 nước: Châu Á, Châu Phi và Châu


9

Mỹ la tinh... [4]. SRI đang được đánh giá là kỹ thuật thâm canh đầy triển
vọng bởi nó thỏa mãn được cả 2 mục tiêu là đạt được hiệu quả kinh tế và phát
triển nông nghiệp bền vững [4].
Đánh giá tác động của SRI tại 8 quốc gia (Bănglađet, Campuchia,
Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Nê pan, Srilanka và Việt Nam) cho thấy lợi
ích của SRI là "lúa gạo nhiều hơn, thu nhập cao hơn, ít tiêu tốn nước hơn”, cụ
thể: sản lượng tăng 47%, nước tiết kiệm 40%, giảm chi phí trên mỗi hecta là
23% và tăng thu nhập là 68%/hecta [20].
Hệ thống canh tác lúa cải tiến SRI đã được Bộ Nông nghiệp và Phát
triển nông thôn Việt Nam công nhận là một tiến bộ kỹ thuật mới và đã áp

dụng tại 22 tỉnh thành của Việt Nam kể từ năm 2003. Kết quả của hệ thống
này hứa hẹn về mặt hiệu quả kinh tế cũng như sản xuất nông nghiệp bền
vững. Mục đích chính của SRI là phát triển một hệ thống sản xuất lúa bền
vững bao gồm nhóm các ý tưởng. Nguyên tắc và các ứng dụng thực tiễn dựa
trên quản lý hiệu quả việc canh tác lúa để tối đa hóa năng suất. SRI đã được
thử nghiệm thành công trong những điều kiện đa dạng tại một số địa phương
ở Việt Nam, đặc biệt là những hộ nông dân có ít ruộng. Người dân, các cán bộ
nông nghiệp và các nhà nghiên cứu đã nhận thấy rằng SRI tạo ra sản lượng
cao hơn cũng nhờ giảm nhu cầu của vật tư đầu vào, như giảm phân bón hóa
học, thuốc trừ sâu, nước tưới. SRI cũng làm cho đất giữ được độ phì nhiêu và
bảo vệ môi trường khỏi ô nhiễm.
Trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa, rễ đóng vai trò rất
quan trọng, nó là cơ quan hút dinh dưỡng và vận chuyển chất dinh dưỡng nuôi
cây. Rễ lúa thuộc loại rễ chùm, có cấu tạo sơ cấp, sau khi lúa nảy mầm, rễ
mầm xuất hiện, tồn tại 5-7 ngày rồi rụng đi. Từ các đốt trên thân mọc ra các rễ
phụ, phát triển nhanh tạo thành rễ chùm, ăn nông.


10

Số lượng và trọng lượng rễ tăng dần theo thời gian sinh trưởng từ cấy, đẻ
nhánh, làm đòng và đạt cao nhất lúc trỗ bông, sau đó giảm dần đến khi lúa
chín. Tốc độ hút nước của bộ rễ đạt cao ở thời kỳ làm đòng và trỗ bông.
Sự phát triển và phân bố của bộ rễ lúa cũng tuân theo một quá trình
nhất định. Giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng rễ lúa ăn nông tập trung chủ yếu
ở tầng đất 0 - 10cm. Khi cây lúa bước sang giai đoạn sinh trưởng sinh thực, rễ
lúa phát triển mạnh về số lượng, trọng lượng và ăn sâu xuống tầng 30 - 50cm
để hấp thu dinh dưỡng ở tầng sâu và giữ cho cây bám chắc vào đất, tránh đổ
ngã khi mang đòng và mang hạt nặng.
Thông qua màu sắc, độ lớn của rễ lúa, chúng ta biết được đời sống của

cây lúa ra sao. Cây lúa khoẻ mạnh thì rễ trắng, vàng, to, mập, nhiều lông hút.
Gặp điều kiện bất lợi, cây lúa sinh trưởng còi cọc, rễ thường nhỏ, số lượng ít,
có màu đen. Nếu trong đất có độc tố, ít oxy thì rễ sẽ bị thối, tanh.
Hoạt động của bộ rễ lúa chịu ảnh hưởng của nhiệt độ (rễ phát triển tốt
nhất ở nhiệt độ 28-320C), điều kiện dinh dưỡng và đất đai. Để bộ rễ phát triển
tốt cần bón phân đầy đủ, cân đối và điều tiết nước hợp lý.
Theo Togari-matsuo (1977) đại bộ phận rễ phân bố ở lớp đất trồng trọt
từ 12-15cm, dưới lớp đế cày số rễ rất ít. Trồng lúa trong chậu để quan sát sự
phân bố của rễ đến 91cm thì thấy ở lớp đất 20cm có trên 30% tổng số rễ, lớp
đất sâu dưới 50cm chỉ có 1-2% rễ. Vì vậy trong thực tế người ta coi như phạm
vi hoạt động của rễ lúa nằm trong lớp đất cày, nghĩa là 20cm đất mặt [18].
Một đặc điểm của hệ rễ cây lúa là luôn luôn tìm đến môi trường có thế
hiệu oxy hóa khử thích hợp. Trong ruộng lúa nước nói chung tầng đất mặt
nhiều nước, thức ăn và oxy, nên ở thời kỳ đầu (từ lúc bắt đầu sinh trưởng đến
giai đoạn giữa), rễ lúa thường phân bố ở tầng đất trên. Hệ rễ lúa lúc đó có
hình bầu dục nằm ngang. Sau đó cùng với quá trình sinh trưởng, hệ rễ ăn sâu
hơn, vì nước tưới đưa thức ăn và oxy xuống sâu hơn, làm cho lớp đất cũng tốt


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC VIẾT TẮT .................................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... vii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề...................................................................................................... 1

2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 2
3. Yêu cầu của đề tài ......................................................................................... 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn....................................................................... 2
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC ....................... 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4
1.2. Thực trạng áp dụng canh tác lúa theo SRI ở Việt Nam ............................. 5
1.3. Tình hình tưới nước cho lúa trên thế giới và Việt Nam............................. 7
1.3.1. Tình hình tưới nước cho lúa trên thế giới ............................................. 11
1.3.2. Tình hình tưới nước cho lúa ở Việt Nam .............................................. 12
1.4. Tình hình nghiên cứu về tưới nước tiết kiệm cho lúa trên thế giới và
Việt Nam ............................................................................................... 13
1.4.1. Tình hình nghiên cứu về tưới nước tiết kiệm cho lúa trên thế giới ...... 13
1.4.2. Tình hình nghiên cứu về tưới nước tiết kiệm cho lúa ở Việt Nam ....... 23
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU... 29
2.1. Đối tượng, và phạm vi nghiên cứu........................................................... 29
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 29
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 29
2.1.3. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 29
2.1.4. Thời gian nghiên cứu ............................................................................ 29
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 29


12

quả là hàng năm phải nhập khẩu từ 170 đến 300 triệu tấn lương thực. Từ năm
1988, riêng châu Á đã khai thác và sử dụng 1633,9 tỷ m3 nước, chiếm tỷ lệ
12% so với lượng nước được sản sinh ra trên toàn lục địa hàng năm. Trong
đó, ngành nông nghiệp có tưới sử dụng nguồn nước chiếm tới 85% tổng
lượng nước tiêu thụ. Các ngành còn lại như công nghiệp chiếm 9% và sinh
hoạt chiếm 6% [19]. Những nước có nền nông nghiệp, công nghiệp phát triển

và dân số đông là những nước sử dụng nhiều nước nhất như Trung Quốc sử
dụng 450 tỷ m3/năm (đứng thứ hai thế giới sau Hoa Kỳ), Ấn Độ sử dụng 380
tỷ m3/năm đứng thứ 3, Pakistan sử dụng 153 tỷ m3/năm đứng thứ 4, Nhật Bản
sử dụng 90 tỷ m3/năm đứng thứ 6 trên thế giới [25].
1.3.2. Tình hình tưới nước cho lúa ở Việt Nam
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 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 [2].
Nước ta thuộc vùng nhiệt đới gió mùa. Bão lụt, hạn úng thường xuyên
xảy ra, đe doạ sản xuất và đời sống nhân dân. Kế thừa truyền thống ông cha,
trong gần 50 năm qua, Đảng, Nhà nước và nhân dân ta đã đầu tư nhiều tiền
của, công sức để xây dựng, quản lý, khai thác các công trình thủy nông phục
vụ và bảo vệ sản xuất, phát triển đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân.
Về tưới, đến nay đã có 104.548 công trình thủy nông lớn, vừa và nhỏ phục vụ
tưới cho tổng diện tích 2.065.062 ha canh tác (theo thiết kế) [1]. Trong đó hồ


13

chứa vừa và lớn có 743 hồ, trạm bơm điện có 1796 trạm bơm, đập dâng có
1.017 cái, cống lấy nước có 4716 cái [10]. Xét về tỷ lệ diện tích canh tác được
tới, Việt Nam có tỷ lệ diện tích canh tác được tưới là 52% [10], cao hơn nhiều
so với các nước trên thế giới và khu vực. Đạt được kết quả trên là do có
đường lối đúng đắn của Đảng, sự đầu tư lớn của Nhà nước và sự đóng góp to

lớn của nhân dân liên tục trong nhiều thập kỷ qua. Về tỷ lệ các hộ sử dụng
nước, Việt Nam có tỷ lệ nước dùng cho tưới thuộc vào loại cao nhất trên thế
giới, chiếm tới 95% tổng lượng nước dùng của cả nước. Theo dự đoán của các
chuyên gia, đến năm 2025, nhu cầu dùng nước cho các ngành kinh tế của Việt
Nam vào khoảng 90 tỷ m3, chiếm 10,8% lượng nước chảy vào lãnh thổ Việt
Nam và chiếm 27% lượng nước sản sinh ra trên lãnh thổ, đây là tỷ lệ quá cao
so với khuyến cáo của các nhà khoa học trên thế giới.
1.4. Tình hình nghiên cứu về tưới nước tiết kiệm cho lúa trên thế giới và
Việt Nam
1.4.1. Tình hình nghiên cứu về tưới nước tiết kiệm cho lúa trên thế giới
Trong nhiều năm qua tình trạng thiếu nước phục vụ cho sản xuất nông
nghiệp đã gây sức ép lên hệ thống sản xuất lúa gạo, một trong nhưng cây
trồng tiêu tốn nhiều lượng nước nhất, theo tính toán lượng nước cần cung cấp
cho lúa cao gấp 3 - 4 lần so với các loại cây trồng thuộc họ hòa thảo khác.
Việc cắt giảm khoảng 10% lượng nước cho hệ thống canh tác lúa gạo sẽ cung
3

cấp một lượng nước tương ứng với 150.000 triệu m tương ứng khoảng 25%
tổng lượng nước ngọt dùng cho mục đích phi nông nghiệp trên toàn cầu.
Ngành nông nghiệp sản xuất lúa gạo là ngành có tỷ lệ tiêu thụ nước lớn
nhất chiếm hơn 80% lượng nước tưới ở khu vực châu Á. Vì vậy đây là khu
vực được các nhà khoa học ưu tiên nghiên cứu nhằm tìm các biện pháp tưới
thích hợp nhằm thay thế biện pháp tưới truyền thống để giảm lượng nước tưới


14

cho lúa. Tuỳ theo khu vực nghiên cứu, các giải pháp giảm lượng nước tưới có
thể chia làm 2 loại:
Giảm lượng nước tưới trên hệ thống dẫn;

Giảm lượng nước tưới tại mặt ruộng.
Việc giảm lượng nước tưới trên hệ thống dẫn chủ yếu được thực hiện
thông qua việc làm giảm tổn thất do thấm trên kênh thông qua việc cải tạo,
nâng cấp hệ thống kênh dẫn nước bằng việc cứng hoá hay lát mái kênh. Hay
nói cách khác là dùng giải pháp công trình để giảm lượng nước tưới. Tuy
nhiên các biện pháp này thường chỉ giảm được lượng nước tưới từ 5% đến
15%. Hơn nữa biện pháp này đòi hỏi vốn đầu tư lớn. Ngoài ra các biện pháp
khác như biện pháp san phẳng đồng ruộng, biện pháp sử dụng lại nguồn nước
hồi quy cũng là những biện pháp hữu hiệu trong việc giảm lượng nước tưới
của hệ thống.
* Các nghiên cứu ở Philippines
- Vụ khô năm 1968
Trong 60 ngày đầu (sau khi cấy đến kết thúc đẻ nhánh), tất cả các ô
ruộng thí nghiệm được duy trì một lớp nước 50 mm. Sau đó các ô được tách
ra làm 3 nhóm với mức tưới mỗi nhóm là 2 mm/ngày; 4 mm/ngày và 6
mm/ngày; 5 ngày tưới một lần. Kết quả cho thấy trong thời gian thí nghiệm,
độ ẩm đồng ruộng trên tất cả các ô mộng thí nghiệm không giảm xuống dưới
50% sức chứa ẩm tối đa đồng ruộng. Ở mức tưới 2mm/ngày, năng suất lúa bị
giảm không đáng kể so với tưới ngập liên tục.
- Vụ khô năm 1969
Các thí nghiệm được mở rộng và thay đổi mức tưới áp dụng ngay sau khi
gieo cấy với mức tưới các nhóm ô thay đổi từ 8mm/ngày đến 2mm/ngày, cứ 5
ngày tưới một lần. Kết quả cho thấy ở mức tưới 7mm/ngày trở lên năng suất


15

lúa không giảm. Ở mức tưới 6 mm ngày trở xuống, năng suất lúa giảm rõ rệt.
Năng suất bằng không ở mức tưới 4mm/ngày.
Một số các nghiên cứu khác do Bhuiyan và Tuong tiến hành năm 1995

[24], kết quả cho thấy, đối với luá nước, không cần phải luôn luôn duy trì một
lớp nước trên ruộng nhằm đạt năng suất tối đa. Với biện pháp tưới nông lộ
phơi hợp lý áp dụng ngay từ đầu vụ gieo cấy, có thể giảm được lượng nước
tưới tối đa từ 40% đến 45% so với tưới ngập liên tục. Tuy nhiên phương pháp
này có nhược điểm là không hạn chế được cỏ dại. Có thể khắc phục hạn chế
của biện pháp này bằng việc áp dụng công thức tưới nông lộ phơi sau khi gieo
cấy từ 35 đến 40 ngày (khi tán lúa đã phủ kín mặt đất). Trong trường hợp này
có thể tiết kiệm được lượng nước tối đa từ 25 đến 35%.
* Các nghiên cứu ở Mỹ
Theo Noman Uphoff (2009), hệ thống thâm canh lúa cải tiến làm giảm
chế độ nước tưới cho cây lúa, ảnh hưởng tích cực đến đất và chất dinh dưỡng
trong đất, có thể làm tăng năng suất 50 - 100% và có thể nhiều hơn. SRI làm
giảm lượng giống, phân bón, hóa chất nông nghiệp và thậm chí là lao động [34].
Nghiên cứu ở Mỹ được tiến hành ở các bang Texas, Missouri, Louisiana
và Arkansas đã đi đến các kết luận lúa có thể sinh trường và phát triển trong
điều kiện tưới dải, tưới rãnh hay tưới phun nhưng không kinh tế trong điều
kiện của Mỹ. Việc giảm năng suất là yếu tố quyết định của biện pháp tưới ẩm
này. Do vậy trong trường hợp thiếu nước thì tốt nhất là nên theo phương pháp
tưới nông lộ phơi hơn là tưới ẩm. Kết luận quan trọng được rút ra từ các
nghiên cứu này là:
- Cây lúa trong điều kiện tưới ẩm thường giảm năng suất tỷ lệ thuận với
việc giảm lượng nước tưới, đặc biệt là trong các giai đoạn cây lúa nhạy cảm
đối với việc thiếu nước.
- Năng suất lúa trung bình đối với tưới ẩm thường thấp hơn năng suất lúa
tưới ngập là 20% trong điều kiện tương tự về chăm sóc đất đai và bón phân.
Trong điều kiện tốt nhất năng suất này cũng giảm từ 10% đến 15%.


iv

2.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 30
2.3.1. Các chỉ tiêu theo dõi.............................................................................. 32
2.3.2. Phương pháp theo dõi và phân tích mẫu ............................................... 33
2.4. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ................................................... 38
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................... 39
3.1. Điều kiện thời tiết khí hậu, thời tiết của Thái Nguyên............................. 39
3.2. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến sinh trưởng của giống
lúa An dân 11 trong điều kiện vụ mùa 2014 tại xã Xuân Phương,
huyện Phú Bình tỉnh Thái Nguyên........................................................ 42
3.2.1. Thời gian sinh trưởng (TGST) .............................................................. 42
3.2.2. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến chiều cao cây và
khả năng chống đổ đến giống lúa An dân 11 ........................................ 43
3.2.3. Khả năng đẻ nhánh của giống lúa An dân 11 ....................................... 45
3.2.4. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến sinh trưởng của bộ rễ...... 49
3.2.5. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến trọng lượng khô của
bộ rễ lúa ................................................................................................. 53
3.2.6. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến khả năng tích lũy
vật chất khô thân, lá, bông và toàn khóm ............................................. 59
3.3. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến khả năng chống chịu
sâu bệnh ................................................................................................. 61
3.4. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến các yếu tố cấu thành
năng suất và năng suất giống lúa An dân 11 - vụ mùa 2014 ................ 63
3.5. Ảnh hưởng của các chế độ nước khác nhau đến dung trọng đất. .................. 67
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 69
1. Kết luận ....................................................................................................... 69
2. Đề nghị ........................................................................................................ 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 71
KẾT QUẢ XỬ LÝ THỐNG KÊ