Xác định ngưỡng chịu hạn và nhu cầu sử dụng nước cho một số giống lúa mới nhập nội tại thái nguyên

®¹i häc th¸i nguyªn
tr-êng ®¹i häc n«ng l©m
--------------------

ĐẶNG THỊ THU HIỀN

XÁC ĐỊNH NGƢỠNG CHỊU HẠN
VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NƢỚC CHO MỘT SỐ
GIỐNG LÚA MỚI NHẬP NỘI TẠI THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - 2009

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




®¹i häc th¸i nguyªn
tr-êng ®¹i häc n«ng l©m
--------------------

ĐẶNG THỊ THU HIỀN

“XÁC ĐỊNH NGƢỠNG CHỊU HẠN VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NƢỚC CHO
MỘT SỐ GIỐNG LÚA MỚI NHẬP NỘI TẠI THÁI NGUYÊN”

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành : Trồng trọt
Mã số

: 62 62 01 01

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. TS. ĐẶNG QUÝ NHÂN
2. PGS. TS. ĐẶNG VĂN MINH

Thái Nguyên - 2009

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




LỜI C ẢM ƠN
Qua thời gian nghiên cứu, bản luận văn của tôi đã đƣợc hoàn thành
với sự nỗ lực của bản thân, sự động viên khích lệ của bạn bè, đồng
nghiệp. Đặc biệt là sự quan tâm giúp đỡ của TS. Đặng Quý Nhân bộ
môn cây Lƣơng thực và cây Công nghiệp; PGS.TS. Đặng Văn Minh
Trƣởng Khoa Sau đại học, Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên là
những ngƣời thầy đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt thời gian thực
hiện đề tài.
Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa
Nông học cùng các thầy cô giáo trong Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu và
hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè
đã động viên khích lệ, giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 29 tháng 9 năm 2009.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây lƣơng thực có vị trí quan
trọng hàng đầu trên thế giới và là nguồn thức ăn thƣờng xuyên cho khoảng 3
tỷ ngƣời trên trái đất [44].
Lúa có khả năng thích nghi rộng nên đƣợc 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 đƣợc trồng trong
điều kiện ruộng ngập nƣớc, 19% diện tích lúa trồng trong điều kiện ruộng
thấp nhờ nƣớc trời, và khoảng 4% diện tích lúa trồng trong điều kiện ruộng
cạn không chủ động nƣớc [44].
Trong những năm gần đây, nguồn nƣớc cung cấp cho canh tác lúa đang
ngày càng khan hiếm, đặc biệt là ở châu Á, nơi mà cây lúa đƣợc trồng trên
khoảng 30% diện tích đất chủ động nƣớc và chiếm 50% lƣợng nƣớc tƣới cho
cây trồng [31]. Theo tính toán, trên đồng ruộng nhu cầu về nƣớc cho cây lúa
cao gấp 2 đến 3 lần so với các cây trồng khác [47], nguyên nhân chính bởi
lƣợng nƣớc bị thất thoát trong suốt quá trình canh tác mà không tham gia vào
quá trình sản xuất chiếm tới 80% lƣợng nƣớc đƣợc cung cấp, chủ yếu thông
qua quá trình bay hơi, chảy tràn bề mặt, thấm xuống lòng đất. Việc thiếu hụt
lƣợng nƣớc tƣới 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 tƣới tiêu chủ
động.
Vì những lý do này, việc tiết kiệm nguồn nƣớc và tăng cƣờng hệ số
sử dụng nƣớc cho lúa là việc làm cần thiết mang tính chiến lƣợc trên qui

mô toàn cầu.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, chúng tôi tiến hành đề tài:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




“Xác định ngƣỡng chịu hạn và nhu cầu sử dụng nƣớc cho một số
giống lúa mới nhập nội tại Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu
 Xác định ngƣỡng chịu hạn cho các giống lúa thí nghiệm nhằm chọn ra
giống có chất lƣợng tốt đồng thời có khả năng chịu hạn tốt.
 Xác định đƣợc ảnh hƣởng của tƣới nƣớc hạn chế đến các yếu tố cấu
thành năng suất và năng suất của các giống lúa trong điều kiện thí
nghiệm.
3. Yêu cầu
 Đánh giá đƣợc ngƣỡng chịu hạn cho các giống lúa ở giai đoạn đẻ nhánh
trong điều kiện thí nghiệm.
 Đánh giá đƣợc nhu cầu về nƣớc, hệ số sử dụng nƣớc cho các giống lúa
trong điều kiện thí nghiệm.
 Đánh giá mối quan hệ giữa ngƣỡng chịu hạn, hệ số sử dụng nƣớc, chỉ
số chịu hạn và hiệu suất sử dụng nƣớc với các yếu tố cấu thành năng
suất và năng suất lúa.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

CHƢƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu
Hiện nay, tình trạng thiếu hụt nƣớc đang đe dọa hệ thống sản xuất lúa
nƣớc chủ động và an ninh lƣơng thực của châu Á [47]. 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 cƣờng khả năng chống
chịu với điều kiện khan hiếm nƣớc. Với tiêu đề mở đầu nhƣ một lời hiệu
triệu:
“Làm ra nhiều thóc gạo hơn nhƣng lại sử dụng ít nƣớc hơn”
Đó chính là mục tiêu của các nghiên cứu về canh tác lúa tiết kiệm nƣớc
mà Tiến sỹ, Viện sỹ Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) Tô Phúc Tƣờng đã
viết trong phần mở đầu một bài báo về canh tác lúa tiết kiệm nƣớc đăng trên
tạp chí Plant Production Sciences số 8 (3) năm 2005 [32].
Tƣới nƣớc hợp lý, ngoài tiết kiệm đáng kể đƣợc lƣợng nƣớc 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 nƣớc nhằm giảm tối thiểu lƣợng nƣớc đầu vào, tăng
lƣợng nƣớc sản xuất hay còn gọi là lƣợng nƣớc mà cây sử dụng là quản lý nguồn
nƣớc ở mức độ hệ thống. Làm ra nhiều thóc gạo hơn nhƣng lại sử dụng nƣớc tiết
kiệm hơn hoàn toàn có thể thực hiện khi qui trình quản lý nƣớc đƣợc 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 nƣớc ở mức độ toàn bộ hệ thống chẳng
hạn nhƣ lƣợng nƣớc tiết kiệm trên đồng ruộng đƣợc sử dụng hiệu quả hơn khi
tƣới cho các ruộng trồng lúa mà các cây trồng trƣớc đó không cần tƣới hoặc sử
dụng ít nƣớc.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

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 nhƣ tƣới và không
tƣới xen kẽ theo yêu cầu của từng thời kỳ sinh trƣởng, lƣợng nƣớc có thể tiết
kiệm đƣợc cho lúa là rất lớn, chỉ cần từ 32 - 54% so với phƣơng thức canh tác
ngập nƣớc truyền thống nhƣng năng suất chỉ giảm nhẹ khoảng 8% so với đối
chứng. Tuy nhiên hiệu số sử dụng nƣớc trong phƣơng pháp mới là cao hơn hẳn
0,35 so với 0,23 của đối chứng [40].
Mặc dù vậy trong thực tế việc giảm thiểu lƣợng nƣớc đầu vào, thay đổi
hẳn tập quán canh tác cây lúa sẽ gây ra những tác động rất lớn cần nghiên cứu
nhƣ: cỏ dại, dinh dƣỡng cây trồng, dinh dƣỡng đất, môi trƣờng, duy trì hệ
thống canh tác bền vững… đòi hỏi chúng ta cần nỗ lực tập chung nghiên cứu
tìm ra đƣợc 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
Nƣớc là tài nguyên có ý nghĩa quyết định đối với sự sống và phát triển
của con ngƣời và xã hội loài ngƣời. Ngôn ngữ Việt Nam đã dùng chữ „nƣớc”
để nói lên phạm vi lãnh thổ quốc gia, trên đó ngƣời dân của quốc gia đƣợc
hƣởng những quyền lợi chung của dân tộc. Nƣớc 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. Nƣớc vừa là tài nguyên
vật liệu vừa mang năng lƣợng, di chuyển các vật chất trên trái đất dƣới dạng
hoà tan, lơ lửng hoặc di đẩy trong nƣớc.
Nƣớc di chuyển theo tuần hoàn nƣớc nhƣ là một chu trình thu thập,
thanh lọc và phân phối nƣớc một cách liên tục khắp mọi nơi trên Trái Đất.
Nƣớc là một trong những nhân tố chủ yếu quyết định chất lƣợng môi trƣờng
sống của con ngƣời, cũng nhƣ của mọi sinh vật sống trên trái đất. Chỗ nào có

nƣớc chỗ ấy có sự sống, không có nƣớc thì mọi hoạt động sống đều đình chỉ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Nƣớc bao phủ 70% mặt đất và tạo thành hơn 2/3 trọng lƣợng của tất cả các
sinh vật sống [12].
1.2.2. Phân bố nước trên trái đất
Nƣớc là dạng tài nguyên rất phong phú gần nhƣ vô tận trong sinh quyển,
tập trung nhiều nhất ở Đại Dƣơng và trong các lớp băng hà. Tuy nhiên, lƣợng
nƣớc 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 ngƣời ở nhiều khu vực
trên thế giới đã chịu hạn hán thiếu nƣớc trầm trọng, nhất là vào mùa khô. Bên
cạnh đó, lƣợng nƣớc ngầm, nƣớc sông suối còn bị ô nhiễm do hoạt động sinh
hoạt của con ngƣời nên một số trƣờng hợp trở thành nguy hiểm cho sức khoẻ
và đời sống của con ngƣời và sinh vật.
Tổng lƣợng nƣớc lớn nhƣng lƣợng nƣớc ngọt mà con ngƣời có thể sử
dụng đƣợc rất ít và chỉ có thể khai thác đƣợc từ các nguồn sau (lƣợng nƣớc
ngọt trên bề mặt đất):
- Lƣợng nƣớc mƣa rơi xuống mặt đất.
- Nƣớc tồn tại trong các sông, rạch, ao, hồ.
- Một phần rất ít nƣớc từ đầm lầy và băng tuyết.
Hiện nay trên phạm vi toàn cầu con ngƣời dùng 8% trong tổng lƣợng
nƣớc ngọt đƣợc khai thác cho sinh hoạt, 23% cho công nghiệp và 63% cho
nông nghiệp [12].
Nƣớc ta với lƣợng mƣa bình quân năm khoảng gần 2.000 mm/năm trên
cả nƣớc, lại ở vùng trung và hạ lƣu một số sông lớn xuất phát từ các quốc gia
khác nên có lƣợng nƣớc bình quân trên đầu ngƣời khá lớn bằng

17.000m3/ngƣời/năm. Modun dòng chảy vùng nhiều mƣa lên tới 70 – 100
l/giây/km2, nơi ít mƣa cũng 5 l/giây/km2. Sông ngòi Việt Nam có tiềm năng
cung cấp cho dân sinh và các ngành kinh tế ở nƣớc ta một lƣợng nƣớc khoảng
100-150 km3/năm, chƣa kể lƣợng nƣớc từ bên ngoài đổ vào. Trữ lƣợng nƣớc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ngầm có thể khai thác vào khoảng 10 triệu m3/ngày, hiện nay ta đã khai thác
khoảng 500m3/năm/ngƣời, chỉ khoảng 3% tiềm năng [12].
Trong thực tế hiện tƣợng thiếu nƣớc đã trở nên nghiêm trọng tại một số
địa phƣơng. Các hồ chứa nƣớc lớn nhỏ, các khu tƣới lớn đƣợc xây dựng và
hoạt động vài mƣơi năm gần đây đã tăng tổn thất nƣớc do bốc hơi. Lƣợng
nƣớc tƣới cho nông nghiệp không hồi quy vào vùng hạ lƣu lên tới trên 20%
lƣợng nƣớc dùng. Tại các vùng rừng đã bị tàn phá nghiêm trọng các suối khô
cạn, nạn thiếu nƣớc 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 nƣớc 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 nƣớc hàng năm, điều này làm sụt giảm năng suất và lƣợng
nƣớc ngầm đang ngày càng cạn kiệt dần [40]. Hơn nữa, sự cạnh tranh về nhu
cầu nƣớc của các ngành công nghiệp, sinh hoạt của các khu đô thị ngày càng
tăng đối với nguồn nƣớc sử dụng cho nông nghiệp. Diện tích đất dành cho
canh tác đặc biệt là những cây trồng đòi hỏi lƣợng nƣớc lớn nhƣ lúa nƣớc lúa
bắt đầu bị cắt giảm từ những năm 2002, và năm 2007 lúa nƣớc bị cấm canh
tác ở khu vực thành phố Bắc Kinh [41]. Ở Việt Nam trong đợt hạn kéo dài

đầu năm 2007, do cần một lƣợng nƣớc tƣới 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 nƣớc Hòa Bình xả
nƣớc cho sản xuất nông nghiệp lƣu vực hạ lƣu sông Hồng.
Do đó, vấn đề sử dụng nƣớc 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 (nƣớc
sinh hoạt, nƣớc tƣới tiêu, nƣớc cho công nghiệp và giải trí...).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




1.2.3. Tác động gây suy thoái chất lƣợng nguồn nƣớc
Ngày nay, nhu cầu phát triển kinh tế nhanh với mục tiêu lợi nhuận cao,
con ngƣời đã lờ đi các tác động ảnh hƣởng đến các nhân tố tự nhiên và môi
trƣờng một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Đặc biệt đối với các nƣớc đang phát
triển và các nƣớc nghèo đã làm cho môi trƣờng nƣớc bị ô nhiễm ngày càng
trầm trọng hơn.
Sự gia tăng dân số quá nhanh là nguyên nhân chính gây áp lực lên nguồn
nƣớc. Vì nhu cầu nƣớc cho phát triển nông nghiệp để gia tăng lƣơng 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 nƣớc,
1 tấn phân đạm cần 600 tấn nƣớc. Trong nông nghiệp để sản xuất đƣờng hoặc
chất bột cần khoảng 1000 tấn nƣớc. Sản xuất chất bột từ lúa nƣớc còn cần
nhiều hơn. Nhu cầu sinh học của ngƣời và động vật vào khoảng 10 tấn
nƣớc/1tấn tế bào sống. Để đáp ứng nhu cầu của mình, tại nhiều nơi trên thế giới
con ngƣời đã sử dụng hết nguồn nƣớc mặt và đã phải khai thác nguồn nƣớc
ngầm. So với 3 thập kỉ trƣớc đây lƣợng nƣớc ngầm khai thác đã tăng gấp 30

lần và đến đầu thế kỉ 21 tăng thêm 1/3 lần nữa. Chất lƣợng nƣớc có những suy
thoái nghiêm trọng. Nồng độ Nitrat ở các sông châu Âu cao hơn nhiều lần so
với tiêu chuẩn cho phép [12].
Từ năm 1980, Liên Hiệp Quốc đã khởi xƣớng “thập kỉ quốc tế về cung
cấp nƣớc uống và vệ sinh” với mục tiêu là tới năm 1990 tất cả mọi ngƣời trên
thế giới đều đƣợc cung cấp nƣớc sạch và có các điều kiện vệ sinh tối thiểu cần
thiết. Chƣơng trình đã sử dụng khoảng 300 tỉ USD, thu đƣợc nhiều kết quả tốt
nhƣng mục tiêu cuối cùng vẫn chƣa đạt tới. Tới cuối năm 1990, theo báo cáo
chỉ 79% dân thành thị và 41% dân nông thôn đƣợc hƣởng nƣớc sạch và điều
kiện vệ sinh. Bình quân trong 5 ngƣời sống ở các nƣớc đang phát triển, có 3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ngƣời không đƣợc uống nƣớc sạch, không có nguồn bệnh. 80% bệnh tật trong
nhân dân ở các nƣớc này bắt nguồn từ việc dùng nƣớc bị ô nhiễm [12].
Các dòng nƣớc mặt (sông, kênh rạch…) đặc biệt là ở vùng đô thị đều bị
ô nhiễm trầm trọng bởi rác thải, nƣớc thải sinh hoạt từ các khu dân cƣ xả vào
kênh rạch chƣa qua xử lý. Tình trạng lấn chiếm lòng, bờ sông kênh rạch để
sinh sống, xả rác và nƣớc thải trực tiếp trên bề mặt gây ô nhiễm nƣớc mặt, cản
trở lƣu thông của dòng chảy, tắc nghẽn cống rãnh tạo nƣớc tù. Môi trƣờng
yếm khí gia tăng phân hủy các hợp chất hữu cơ, không những gây mùi hôi
thối, ô nhiễm nguồn nƣớc và môi trƣờng mà còn gây khó khăn trong việc lấy
nguồn nƣớc mặt để xử lý thành nguồn nƣớc sạch cấp cho nhu cầu xã hội.
Nhu cầu nƣớc sử dụng cho ăn uống, sinh hoạt và các hoạt động khác của
con ngƣời gia tăng, dẫn đến tình trạng khai thác nƣớc dƣới đất tràn lan gây cạn
kiệt nguồn nƣớc và ảnh hƣởng đến môi trƣờng nhƣ sụp lún, nhiễm mặn.
Tài nguyên nƣớc là thành phần chủ yếu của môi trƣờng sống, quyết định

sự thành công trong các chiến lƣợc, 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 nƣớc, đặc biệt là nƣớc ngọt và sạch là một hiểm họa
lớn đối với sự tồn vong của con ngƣời cũng nhƣ toàn bộ sự sống trên trái đất.
Do đó con ngƣời cần phải nhanh chóng có các biện pháp bảo vệ và sử dụng
hợp lý nguồn tài nguyên nƣớc.
Hiện nay, đã có nhiều hoạt động tuyên truyền chủ trƣơng xã hội hoá
công tác bảo vệ tài nguyên nƣớc, đƣa 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 nƣớc, nghiên cứu khai
thác và sử dụng nƣớc tiết kiệm là nhiệm vụ cấp bách, nó không chỉ đáp ứng các
yêu cầu trƣớc mắt mà còn tạo nền tảng vững chắc cho sự nghiệp bảo vệ Tài

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




nguyên và môi trƣờng trong tƣơng 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
Cây lúa có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, có khả năng thích nghi rộng
nên cây lúa có thể trồng ở nhiều vùng khí hậu khác nhau và đƣợc trồng ở
nhiều nơi trên thế giới. Hiện nay trên thế giới có trên 100 nƣớc trồng lúa
hầu hết các châu lục, với tổng diện tích thu hoạch năm 2007 khoảng 156
triệu ha (Bảng 2.1). Tuy nhiên sản xuất lúa gạo vẫn tập trung chủ yếu ở
các nƣớc châu Á nơi chiếm tới 90% diện tích gieo trồng và sản lƣợng [57].
Trong đó Ấn Độ là nƣớc có diện tích thu hoạch lúa lớn nhất tiếp đến là
Trung Quốc.

Bảng 1.1. Diện tích năng suất sản lƣợng lúa thế giới
Năm

Diện tích
( triệu ha )

Năng suất
( Tạ/ha)

Sản lƣợng
( Triệu tấn)

1961

115,50

18,7

215,65

1970

133,10

23,8

316,38

1980

144,67

27,4

396,87

1990

146,98

35,3

518,23

2000

154,11

38,9

598,97

2001

151,97

39,4

598,03

2002

147,69

39,31

577,99

2003

149,20

39,1

583,00

2004

151,02

40,3

608,37

2005

153,78

40,2

618,53

2006

154,32

41,12

634,60

156,95
41,50
( Nguồn: FAOSTAT, 2008) [57]

651,7

2007

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Từ năm 1961 đến năm 2000 diện tích lúa trên thế giới tăng từ 115,5
triệu ha lên 154,1 triệu ha. Sau đó diện tích lúa lại giảm dần và mức giảm thấp
nhất xuống tới 147,6 triệu ha năm 2002 sau đó lại tăng dần và nay duy trì ở
mức khoảng 156,95 triệu ha năm 2007.
Nhờ tác động của cuộc cách mạng xanh lần thứ nhất, tạo ra nhiều giống
mới có năng suất cao, và áp dụng các biện pháp kỹ thuật mới nhƣ tƣới nƣớc,
bón phân, năng suất lúa trung bình tăng gấp đôi từ năm 1961-2000, và nay đạt

ở mức khoảng 41 tạ/ha. Đồng thời sản lƣợng lúa cũng tăng gấp 3 lần từ 215,6
triệu tấn năm 1961 tăng lên 598,9 triệu tấn năm 2000 và duy trì ở mức 651,7
triệu tấn năm 2007 (Bảng 1.1).
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lƣợng lúa của 10 nƣớc hàng đầu
Thế giới năm 2007
Tên nƣớc
Trung Quốc
Ấn Độ
Inđônêxia
Băngladesh
Việt Nam
Thái Lan
Myanma
Philippin
Braxin
Nhật Bản

Diện tích
Năng suất
( Triệu ha)
( Tạ/ha)
29,49
63,41
44,00
32,07
12,16
46,89
11,20
38,84
7,30

48,68
10,36
26,91
0,82
39,76
4,25
37,64
2,90
38,20
1,67
65,37
(Nguồn: FAO STAT, 2007) [57]

Sản lƣợng
(triệu tấn)
187,04
141,13
57,04
43,5
35,56
27,87
32,61
16,00
11,09
10,97

Châu Á là vùng đông dân cƣ và cũng là vùng sản xuất lúa trọng
điểm trên thế giới, có diện tích lúa 133,251 triệu ha và sản lƣợng 477,267
triệu tấn, năng suất bình quân đạt 36 tạ/ha chiếm 90% sản lƣợng thóc trên
thế giới, đồng thời Châu Á cũng là nơi tiêu thụ khoảng 90% sản lƣợng

gạo thế giới.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Theo số liệu của Bảng 1.2 thì trong 10 nƣớc trồng lúa có sản lƣợng trên
10 triệu tấn/ năm đã có 9 nƣớc nằm ở châu Á, chỉ có một đại diện của châu
lục khác đó là Braxin (Nam Mỹ). Riêng 8 nƣớc: Trung Quốc, Ấn Độ, Thái
Lan, Inđônêxia, Banglađét, Việt Nam, Mianma, Nhật Bản chiếm 90% sản
lƣợng lúa của thế giới.
Trung Quốc và Nhật Bản là 2 nƣớc có năng suất cao hơn hẳn đạt 61,9
tạ/ha (Trung Quốc) và 65,8 tạ/ha (Nhật Bản). Điều đó có thể lý giải là vì
Trung Quốc là nƣớc đi tiên phong trong lĩnh vực phát triển lúa lai và ngƣời
dân nƣớc này có tinh thần lao động cần cù, có trình độ thâm canh cao. Còn
Nhật Bản là nƣớc có trình độ khoa học kỹ thuật cao, đầu tƣ lớn [16]. Việt
Nam cũng là nƣớc có năng suất và sản lƣợng lúa cao đứng hàng trong 10
nƣớc trồng lúa chính, đạt 45,9 tạ/ha. Thái Lan tuy là nƣớc xuất khẩu gạo đứng
hàng đầu thế giới trong nhiều năm liên tục, song năng suất chỉ đạt 26,1 tạ/ha,
bởi vì Thái Lan chú trọng nhiều hơn đến canh tác các giống lúa dài ngày, chất
lƣợng cao [6].
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 ƣu thế lai ở lúa do đó
năng suất bình quân đạt 63,41 tạ/ha, sản lƣợng năm 2007 đạt 187,04 triệu tấn
cao nhất thế giới [48], thấp hơn so với những năm 90 của thế kỷ XX, nguyên
nhân do diện tích sản xuất lúa ngày càng bị thu hẹp bởi sự chuyển đổi cơ cấu
kinh tế và vấn đề đô thị hoá. Bên cạnh đó nguồn nƣớc ngọt không đủ và phân
bố không đều [12] còn là trở ngại lớn trong việc nâng cao năng suất và sản
lƣợng lúa của Trung Quốc. Để bình ổn thị trƣờng lƣơng thực trong năm 2007

vừa qua Trung Quốc cho biết, sản lƣợng ngũ cốc nƣớc này năm nay vƣợt mức
500 triệu tấn và là năm thứ tƣ liên tiếp sản lƣợng ngũ cốc tăng [7]. Tuy nhiên,
lƣợng gạo trong nƣớc của Trung Quốc vẫn không đáp ứng đủ cầu.
Ấn Độ trong niên vụ 2002 - 2003 sản lƣợng gạo là 72,66 triệu tấn, giảm
20,42 triệu tấn so với năm 2001 - 2002 tƣơng đƣơng 21,94%. Một trong những

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




lý do của sự giảm sụt sản lƣợng là do thời tiết xấu nhƣ hạn hán, lũ lụt, sâu bệnh...
ở nhiều vùng. Tuy nhiên, đến năm 2006 - 2007, Ấn Độ đƣợc mùa và sản lƣợng
gạo của Ấn Độ đã đạt 141,13 triệu tấn, tăng 68,47 triệu tấn, gần gấp đôi sản
lƣợng so với năm 2002 - 2003 [57].
Thái Lan là nơi có đất đai màu mỡ, diện tích canh tác lớn (chiếm
khoảng 40% diện tích tự nhiên), điều kiện thời tiết thuận lợi, mƣa thuận gió
hoà thích hợp cho phát triển cây lúa nƣớc. Vì vậy, cây lúa là cây trồng
chính trong sản xuất nông nghiệp của Thái Lan với diện tích 9,8 triệu ha,
năng suất bình quân 27,8 tạ/ha, sản lƣợng 28 triệu tấn (năm 2000) và là
nƣớc xuất khẩu gạo đứng đầu thế giới, chiếm hơn 30% thị phần của thị
trƣờng thế giới [57] (Bảng 1.2).
Phát biểu với các nhà lãnh đạo Thế giới tại Hội nghị thƣợng đỉnh lƣơng
thực ở Rome, Tổng thƣ ký Liên hợp quốc Ban Ki-moon cho rằng: lƣơng thực
của thế giới cần phải tăng thêm 50% vào năm 2030 mới đáp ứng đƣợc nhu cầu
sử dụng lƣơng thực do dân số gia tăng [27].
1.4. Tình hình nghiên cứu về canh tác lúa tiết kiệm nƣớc trên thế giới
Trong nhiều năm qua tình trạng thiếu nƣớc phục vụ cho sản xuất nông
nghiệp đã gây sức ép lên hệ thống sản xuất lúa gạo, một trong nhƣng cây
trồng tiêu tốn nhiều lƣợng nƣớc nhất, theo tính toán lƣợng nƣớc cần cung cấp

cho lúa cao gấp 3 - 4 lần so với các loại cây trồng thuộc họ hòa thảo khác [47].
Việc cắt giảm khoảng 10% lƣợng nƣớc cho hệ thống canh tác lúa gạo sẽ cung
cấp một lƣợng nƣớc tƣơng ứng với 150.000 triệu m3 tƣơng ứng khoảng 25%
tổng lƣợng nƣớc ngọt dùng cho mục đích phi nông nghiệp trên toàn cầu [31].
Gần đây các nghiên cứu về cải tiến hệ thống canh tác lúa nƣớc với mục
đích tiết kiệm nguồn nƣớc tƣới, nâng cao hệ số sử dụng nƣớc cho lúa đã đƣợc
rất nhiều các nhà khoa học quan tâm và nhiều công trình nghiên cứu đã đƣợc
công bố nhƣ ở Trung Quôc, Ấn độ, IRRI, Philippine [56].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Các nhà khoa học nông nghiệp Bangladesh đã lai tạo đƣợc 93 giống
lúa mới có khả năng tiết kiệm 33-50% lƣợng nƣớc trong quá trình canh
tác. Đây là thành quả chung của các chuyên gia đến từ Viện Phát triển
Nông thôn (RDA) (Bogra, Bangladesh) và Viện Nghiên cứu Lúa
Bangladesh [29].
Dự án này có tên gọi "Phát triển và phổ biến công nghệ lúa tiết kiệm
nƣớc 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 nƣớc mà còn
tiết kiệm thêm năng lƣợng và điện một khi đƣợc đƣa vào canh tác. Trong số
93 giống lúa mới này, có một số có thể cho thu hoạch chỉ trong 120-130 ngày
so với 150 ngày của các giống lúa thông thƣờng.
Ông AKM Zakaria, điều phối viên của dự án đồng thời là Phó giám đốc
RDA, cho biết hiện nay để sản xuất 1 kg gạo phải cần tới 5 tấn nƣớc (cao gấp
5 lần so với Ấn Độ) và Bangladesh sẽ phải đối mặt với cuộc khủng hoảng
nƣớc trong vài năm tới nếu vẫn sử dụng nƣớc với mức độ hiện nay [29].

Canh tác lúa tiết kiệm nước hoặc giảm lượng nước đầu vào
Để xác định đƣợc lƣợng nƣớc tiết kiệm thông thƣờng cần sử dụng các
kỹ thuật nhằm giảm lƣợng nƣớc đầu vào tồn tại trên bề mặt ruộng. Thuật ngữ
này rất thích hợp khi nguồn nƣớc ngày càng khan hiếm và tổng lƣợng nƣớc
tiết kiệm đƣợc có thể sẽ đƣợc sử dụng cho các cây trồng khác hoặc dự trữ
cho vụ sau [31]. Lƣợng nƣớc tiết kiệm đƣợc sẽ phụ thuộc vào quan điểm của
ngƣời sử dụng nƣớc tƣới. Đối với ngƣời nông dân trồng lúa, họ ƣa thích
nguồn nƣớc dồi dào, nhƣng họ lại không nghĩ đến việc cần phải tiết kiệm
nƣớc trừ khi có các kỹ thuật tiết kiệm nƣớc nhằm mang lại lợi ích cho bản
thân họ nhƣ giảm giá thành nƣớc tƣới, tăng năng suất cây trồng.
Giảm lƣợng nƣớc đầu vào không hẳn đồng nghĩa với việc tiết kiệm
nƣớc, Ở những vùng khan hiếm nƣớc, ngƣời nông dân cần phải trang bị các

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




kỹ thuật trồng lúa trong điều kiện thiếu nƣớc, không phải là tiết kiệm nƣớc
bởi ở đó không có lƣợng nƣớc để tiết kiệm, đơn giản là ở những nơi đó không
có đủ lƣợng nƣớc để trồng lúa theo phƣơng thức truyền thống. Chính vì vậy,
nguyên lý của việc tiết kiệm nƣớc chính là làm tăng lƣợng nƣớc cây sử dụng.
Lƣợng nƣớc cây sử dụng là tổng lƣợng chất khô mà cây tạo nên trên
một đơn vị nƣớc tƣới. Điều này phụ thuộc vào các dạng nƣớc dòng chảy của
nƣớc trong đất, hay lƣợng nƣớc cây sử dụng có thể đƣợc định nghĩa chính là
lƣợng chất khô mà cây tạo nên trên đơn vị nƣớc bay hơi đi (WPET) hay tính
bằng lƣợng chất khô mà cây tạo nên trên một tổng đơn vị nƣớc đầu vào
(WPIT) [47].
Các kỹ thuật canh tác tiết kiệm nước
Có rất nhiều kỹ thuật canh tác lúa tiết kiệm nƣớc đã đƣợc áp dụng, các

kỹ thuật đang đƣợc phát triển và giúp nông dân trồng lúa có cách nhìn tổng
quát về điều kiện tƣới tiêu [47]. Các kỹ thuật này nhằm tăng lƣợng nƣớc cây
sử dụng so với tổng số nƣớc cung cấp (do mƣa, tƣới), mà chủ yếu là giảm sự
chảy tràn, và thất thoát do thoát hơi bề mặt [32].
Cải tạo tính chất đất: làm đất tối thiểu, tăng khả năng giữ nƣớc của đất
Giảm thời gian đất trống: Giảm thiểu thời gian giữa làm đất và gieo cấy,
đây là thời gian đất không có cây trồng mọc nên lƣợng nƣớc lúc này không hề
tham gia vào việc hình thành năng suất sinh khối trong cây [33].
Canh tác trên đất vừa đủ bão hòa nước: Đất vừa đủ bảo hòa nƣớc là
loại đất có thể giữ đƣợc lƣợng nƣớc nhất định trong đất, bởi vậy giảm thiểu
lƣợng nƣớc tồn tại trên bề mặt ruộng tạo điều kiện có mặt nƣớc ở phía trên
ruộng. Điều này đồng nghĩa với việc giảm thiểu lƣợng nƣớc chảy tràn và
lƣợng nƣớc thoát hơi lãng phí trên bề mặt ruộng. Canh tác trên đất vừa đủ bão
hòa nƣớc đồng nghĩa với việc chỉ duy trì một lƣợng nƣớc rất thấp khoảng 1cm
trên bề mặt. Giảm độ cao mặt nƣớc trên mặt ruộng cũng có nghĩa là giảm
đƣợc sự thất thoát nƣớc trên bề mặt thoáng tự do [31].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Áp dụng phƣơng thức tƣới Ngập - Cạn (AWD: Alternate Wetting and Drying)
Đối với phƣơng thức AWD quá trình tƣới nƣớc đƣợc thực hiện nhằm tạo
cho ruộng ngập nƣớc bề mặt trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó sẽ
tháo nƣớc đi không cho ruộng ngập nƣớc nữa. Mặc dù đã có một số nghiên cứu
cho thấy phƣơng thức AWD làm tăng năng suất lúa, tuy nhiên gần đây, các
nghiên cứu đã cho thấy đó chỉ là các trƣờng hợp ngoại lệ chứ không phải là qui
luật [34].
Trong 31 thửa ruộng đƣợc 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 tƣới ngập nƣớc. Trong tất cả các trƣờng hợp,
phƣơng thức AWD làm tăng hiệu quả sử dụng nƣớc bởi chúng làm tăng lƣợng
nƣớc cây sử dụng so với tổng lƣợng nƣớc đầu vào bởi phƣơng thức này làm
giảm lƣợng nƣớc đầu vào.
Bouman và Tuong (2005) đã đƣa ra kết luận, sự biến động lớn về kết
quả của phƣơng thức canh tác AWD là do nguyên nhân bởi sự khác nhau về số
ngày giữa lần tƣới ngập và thời gian tháo cạn nƣớc trên mặt ruộng. Các thí
nghiệm này đƣợc thực hiện rất nhiều tại Trung Quốc và Phillipine trên đất thịt
và có mức nƣớc bề mặt ngập nƣớc thấp [48]. Kết quả của các thí nghiệm này
cho thấy, tổng lƣợng nƣớc đầu vào (nƣớc mƣa và nƣớc tƣới) giảm khoảng 1530% mà không làm giảm năng suất một cách có ý nghĩa.
Canh tác lúa trên đất cạn: Hệ thống trồng lúa trên đất cạn đặc biệt là sự
thích ứng của các giống lúa chịu hạn trồng trên đất cạn giống nhƣ các giống lúa
mì hoặc ngũ cốc khác hoặc trồng trong điều kiện không thƣờng xuyên ngập
nƣớc. Các thí nghiệm ở Philippine và Trung Quốc cũng đã cho thấy, lƣợng
nƣớc đầu vào cho hệ thống lúa cạn giảm từ 30-50% so với hệ thống lúa trồng
trên đất ngập nƣớc với mức giảm năng suất khoảng từ 20-30% [31].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




1.5. Tình hình sản xuất lúa trong nƣớc
Việt Nam là nƣớc có nền kinh tế nông nghiệp dựa trên sản xuất lúa gạo.
Sự phát triển của cây lúa luôn gắn liền với sự phát triển của dân tộc. Theo
nhiều tài liệu khảo cổ học đáng tin cậy đã công bố thì cây lúa đƣợc trồng phổ
biến và nghề trồng lúa đã khá phồn thịnh ở nƣớc ta ở thời kỳ đồ đồng (4000 3000 năm trƣớc Công nguyên) [8].
Việt Nam nằm gần giữa vùng Đông Nam châu Á, khí hậu nhiệt đới gió
mùa rất thích hợp với sự phát triển của cây lúa, với nhiều đồng bằng châu thổ
rộng lớn có lƣợng phù sa bồi đắp, tƣơng đối bằng phẳng và màu mỡ từ Bắc

tới Nam (Đồng bằng châu thổ sông Hồng, đồng bằng châu thổ sông Cửu
Long...) cùng một loạt châu thổ nhỏ hẹp ở ven dòng sông, ven biển miền
Trung. Cũng giống nhƣ các đồng bằng của các nƣớc Đông Nam Á khác, ở
Việt Nam đồng bằng châu thổ đều đƣợc dùng cho sản xuất nông nghiệp mà
chủ yếu là trồng lúa.
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam
Năm
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008

Diện tích
Năng suất
(triệu ha)
(tạ/ha)
6,77
36,90
7,07
36,80

7,09
39,10
7,10
40,00
7,65
41,00
7,67
42,43
7,49
42,85
7,5
45,9
7,45
46,39
7,44
48,21
7,34
49,51
7,32
48,90
7,21
49,84
7,41
52,26
(Nguồn Tổng Cục Thống kê) [21]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Sản lƣợng
(triệu tấn)

24,96
26,39
27,75
28,40
31,36
32,53
32,11
34,45
34,57
35,89
36,34
35,82
35,94
38,73




Ngƣời Việt Nam vẫn thƣờng tự hào về nền văn minh lúa nƣớc của đất
nƣớc mình. Từ xa xƣa cây lúa đã trở thành cây lƣơng thực chủ yếu, có ý nghĩa
quan trọng trong đời sống của ngƣời dân Việt Nam [6]. Quá trình khai hoang
phục hoá cùng với việc thâm canh tăng vụ đã đƣa tổng diện tích lúa thu hoạch
của nƣớc ta từ 4,74 triệu ha năm 1961 lên 7,67 triệu ha năm 2000, sau đó
giảm dần xuống còn 7,34 triệu ha vào năm 2003 và chỉ còn 7,41 triệu ha năm
2008. Gần nửa thế kỷ qua, nƣớc ta phấn đấu đi lên giải quyết vấn đề lƣơng
thực theo hƣớng sản xuất đa dạng các loại ngũ cốc và cây ăn củ. Những loại
đất thích hợp cho trồng lúa nhƣ đất phù sa, đất glây, đất phèn, đất mặn thì
dành cho trồng lúa [15].
Hiện nay lúa vẫn là cây lƣơng thực quan trọng nhất ở nƣớc ta, cây lúa
cung cấp 85 - 87% tổng sản lƣợng lƣơng thực trong nƣớc. Trong những năm

gần đây diện tích cấy lúa không tăng nhƣng do năng suất cây lúa đƣợc cải
thiện đáng kể nên sản lƣợng lúa không ngừng tăng lên từ 24,9 triệu tấn thóc
năm 1995 đến năm 2008 đã đạt hơn 38 triệu tấn.
Do có bƣớc nhảy vọt về sản xuất lúa trong thập kỷ vừa qua mà Việt
Nam từ một nƣớc thiếu đói phải nhập khẩu trong những năm 80 của thế kỷ
20 đã vƣơn lên thành nƣớc xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới trong nhiều
năm liên tục. Năm 1989 là năm đầu tiên chúng ta xuất khẩu đƣợc 1,42 triệu
tấn. Năm 1999 là năm kỷ lục chúng ta đã xuất khẩu đƣợc 4,56 triệu tấn.
Năm 2004, xuất khẩu gạo của chúng ta đạt 3,5 triệu tấn. Cho đến nay sản
lƣợng lúa gạo xuất khẩu hàng năm của nƣớc ta khoảng 4 triệu tấn. Đây là
thành công lớn trong công tác chỉ đạo và phát triển sản xuất lúa của Việt Nam.
1.6. Tình hình nghiên cứu canh tác lúa tiết kiệm nƣớc ở Việt Nam
Một trong những nguyên nhân gây ra tình trạng hạn hán nhƣ hiện nay
đã đƣợc các nhà khoa học xác định là do tỉ lệ thất thoát nƣớc cao trong quá
trình tƣới. Công nghệ tƣới tiết kiệm nƣớc (TTKN) lần đầu tiên trên thế giới
đƣợc sử dụng trong nhà kính ở nƣớc Anh từ cuối năm 1940.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên