BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
* PHẠM ANH QUANG NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA THUẦN
NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG CAO CÓ KHẢ NĂNG
CHỐNG CHỊU SÂU BỆNH PHỤC VỤ CHO SẢN
XUẤT Ở YÊN KHÁNH - NINH BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
 PHẠM ANH QUANG
NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA
THUẦN NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG CAO CÓ
KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU SÂU BỆNH PHỤC VỤ
CHO SẢN XUẤT Ở YÊN KHÁNH - NINH BÌNH Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT
Mã số: 60.62.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học:
GS. TS. HOÀNG TUYẾT MINH
ii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của cơ quan, các
thầy cô, gia đình và bạn bè. Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến:
- Lãnh đạo Chi cục Bảo vệ thực vật Ninh Bình, và các bạn đồng nghiệp đã nhiệt
tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện đề tài.
- Ban Đào tạo Sau đại học, Viện Khoa học Nông nghiêp Việt Nam.
Tôi xin đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS. Hoàng Tuyết Minh-
Hội Giống cây trồng Việt Nam người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá
trình thực hiện đề tài và hoàn thành bản luận văn này.
Tôi cũng xin được chân thành cảm ơn Ban quản lý các HTX nông nghiệp Kiến
Thái, xã Khánh Trung; HTX Khánh Mậu, xã Khánh Mậu, huyện Yên Khánh, tỉnh
Ninh Bình là nơi tôi tiến hành thực tập, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ về
mọi mặt để tôi hoàn thành đề tài này.
Và cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới tất cả người
thân, bạn bè những người luôn bên cạnh, động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học
tập và thực hiện bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn và vô cùng cảm kích đối với những sự giúp đỡ
đầy quý báu đó!

Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2011
Tác giả luận văn


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA
HỌC CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1. Những nghiên cứu về cây lúa 5

1.1.1. Nguồn gốc và phân loại thực vật của cây lúa 5

1.1.2. Giá trị dinh dưỡng của cây lúa 9

1.2. Một số kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài 10

1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới 10

1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 26

CHƯƠNG 2. NHỮNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 43

2.1. Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 43

2.1.1. Vật liệu nghên cứu 43

2.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 43

2.2. Nội dung nghiên cứu và các vấn đề cần giải quyết 44
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu 44

2.2.2. Điều kiện thí nghiệm 44

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………


3.3. Đánh giá sinh trưởng, phát triển, năng suất và khả năng chống chịu của
một số giống lúa năng suất chất lượng cao gieo trồng năm 2011 tại huyện
Yên Khánh, tỉnh Ninh Bình 64

3.3.1. Tình hình sinh trưởng ở giai đoạn mạ 64

3.3.2. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm 68

3.3.3. Chiều cao cây và động thái tăng trưởng chiều cao 75

3.3.4. Số nhánh và động thái đẻ nhánh 78

3.3.5. Số lá và động thái tăng trưởng số lá 84
3.3.6. Một số đặc điểm sinh trưởng, phát triển và nông sinh học của các
giống lúa tham gia thí nghiệm 87

3.3.7. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống 89

3.3.8. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 95Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………

v

3.4. Xây dựng mô hình khảo nghiệm sản xuất một số giống lúa triển vọng

BADH2 Betain aldehyde dehydrogenase 2
CCCC Chiều cao cuối cùng
FAO Tổ chức Lương thực thế giới
HT1(Đ/c) Giống Hương thơm số 1 (đối chứng)
IARI Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Ấn Độ
IRRI Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế
ICARD Chương trình hợp tác Nông nghiệp và PTNT Quốc tế
MPI Ministry of Planning and Investment
NHH Nhánh hữu hiệu
NSLT Năng suất lý thuyết
NSTT Năng suất thực thu
TNAU Đại học Nông nghiệp Tamil Nadu (Ấn Độ)
UDSC Đại học Delhi Nam Campus
USDA Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ
WHO Tổ Chức Sức Khoẻ Thế Giới
WTO Tổ chức Thương mại Thế giới
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………

vii

DANH MỤC BẢNG

Tên bảng
Trang

67
Bảng 3.7. Thời gian sinh trưởng và phát triển của các giống tham gia thí
nghiệm vụ Xuân 2011

69
Bảng 3.8. Thời gian sinh trưởng và phát triển của các giống tham gia thí
nghiệm vụ Mùa 2011

72
Bảng 3.9. Động thái tăng trưởng chiều cao của các giống lúa vụ Xuân 2011
74

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………

viii

Bảng 3.10. Động thái tăng trưởng chiều cao của các giống vụ Mùa 2011
76
Bảng 3.11. Một số chỉ tiêu về sinh trưởng của các giống tham gia thí
nghiệm năm 2011

77
Bảng 3.12. Động thái tăng trưởng số nhánh của các giống vụ Xuân năm
2011

79
Bảng 3.13. Động thái tăng trưởng số nhánh của các giống vụ Mùa năm

có triển vọng ở vụ Mùa 2011

99
Bảng 3.22. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống đổ của các
giống lúa trong mô hình ở vụ Mùa 2011

100
Bảng 3.23. Một số chỉ tiêu chất lượng của các giống triển vọng
106
Bảng 3.24. Một số chỉ tiêu chất lượng dinh dưỡng của các giống triển vọng

107
Bảng 3.25. Đánh giá phẩm chất cơm của các giống triển vọng vụ Mùa 2011

107

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………

ix

Bảng 3.26. Đánh giá hiệu quả kinh tế của mô hình vụ Mùa 2011 tại xã
Khánh Mậu, huyện Yên Khánh, tỉnh Ninh Bình

108
DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ

TÊN Trang

Hình 3.1. Toàn cảnh khu thí nghiệm vụ Xuân 2011 tại Yên Khánh-Ninh Bình

64
Hình 3.2. Hình ảnh về các Giống lúa, hạt thóc và hạt gạo của các giống 101

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………

x
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Lúa là loại cây ngũ cốc quan trọng đứng thứ hai thế giới chỉ sau lúa mì. Hiện
nay, có tới 60%-70% dân số sử dụng lúa gạo làm lương thực chính, trong đó Châu
Á chiếm 90-95%, có nơi còn lên tới 100%. Lúa gạo cung cấp khoảng 80%
carbohydrate và 40% nhu cầu protein của con người; protein của lúa gạo có giá trị
dinh dưỡng cao, vì tính cân bằng của aminoacid không thay thế và độ tiêu hóa của
protein này cũng rất cao, có thể lên đến 100% (Kathie Krumm, Homikharas, 2004)

trọng điểm lúa.
Hiện nay, ở nước ta, bộ giống lúa chưa thực sự phong phú và đáp ứng đủ nhu
cầu. Các giống lúa lai chọn tạo trong nước còn hạn chế, chủ yếu là nhập từ nước
ngoài, công nghệ sản xuất lúa lai chưa được hoàn thiện cho mọi vùng sinh thái. Vì
vậy, việc tuyển chọn, phát triển bộ giống lúa thuần là rất quan trọng và cần thiết.
Mặt khác, hàng năm nước ta xuất khẩu 4 -5 triệu tấn gạo, nên nguồn cung gạo chất
lượng cao để vừa đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong nước, vừa cho xuất khẩu là
rất cấp thiết.
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã chọn tạo ra một số giống lúa
thuần mới cho năng suất, chất lượng cao, có khả năng thích ứng rộng, chống chịu
sâu bệnh tốt. Nhằm mục đích thay thế dần những giống lúa thuần đã đưa vào sản
xuất nhiều năm, năng suất thấp, chất lượng kém, khả năng chống chịu thấp, chưa
đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của sản xuất lúa hàng hoá.
Xuất phát từ những vấn đề trên, để góp phần làm phong phú bộ giống lúa
chất lượng chúng tôi nghiên cứu xác định một số giống lúa có tiềm năng về năng
suất và chất lượng cao, chống chịu với sâu bệnh hại và thích nghi với điều kiện sản
xuất của địa phương, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tuyển
chọn giống lúa thuần năng suất, chất lượng cao có khả năng chống chịu với sâu
bệnh phục vụ cho sản xuất ở Yên Khánh-Ninh Bình”.
2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài
2.1. Mục tiêu

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………

3

Tuyển chọn được 1 đến 2 giống lúa thuần ngắn ngày, có năng suất và chất 4

3.2. Ý nghĩa thực tiễn

Yêu cầu lúa gạo chất lượng cao cho xuất khẩu và tiêu thụ trong nước ngày
càng tăng. Việc khảo nghiệm các giống lúa năng suất, chất lượng cao trong tỉnh nói
chung và giống lúa thuần năng suất, chất lượng cao tại huyện Yên Khánh nói riêng
sẽ góp phần làm phong phú thêm bộ giống lúa chất lượng cao phục vụ cho công tác
quy hoạch vùng sản xuất, nâng cao hiệu quả kinh tế và thu nhập cho người nông
dân.
Trong tình hình sản xuất lúa với mức thâm canh, tăng vụ cao như hiện nay
tại huyện Yên Khánh, mối đe dọa của các loại thiên tai ngày càng lớn, thì việc lựa
chọn những giống lúa phù hợp cho một vùng sản xuất là yếu tố quan trọng là biện
pháp hàng đầu để góp phần giữ vững và gia tăng năng suất, sản lượng.
Kết quả của đề tài sẽ chọn ra được 1 đến 2 giống lúa thuần ngắn ngày, năng
suất, chất lượng cao, làm cơ sở thực tiễn cho việc lựa chọn giống tham gia vào cơ cấu
cây trồng hai vụ lúa và một vụ Đông của huyện Yên Khánh, tỉnh Ninh Bình. Đồng
thời, nhằm mục đích khai thác hiệu quả tiềm năng đất đai, cây trồng phục vụ nhu cầu
con người ngày càng cao.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………


Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………

6

mọi loại đất đai từ ngập nước đến núi đồi khô hạn. Vì có năng suất cao nên được
canh tác khắp nơi trên thế giới [20].
Trên thế giới có tổng cộng 21 loài lúa hoang dại, trong số này Oryza
rufipogon được xem là tổ tiên của loài lúa Châu Á. Ngoài ra, lúa O. nivara, một loại
lúa hàng niên, cũng là tổ tiên của lúa Châu Á, nhưng ít được công nhận hơn. Cả 2
loại lúa hoang này đều có mặt ở Việt Nam [20].
Các nghiên cứu cũng cho biết để biến thành lúa canh tác Châu Á, việc thuần
hóa giống lúa hoang trải qua 2 giai đoạn riêng biệt, kết quả tạo thành 2 giống lúa
quan trọng là O. sativa indica và O. sativa japonica. Loài phụ Indica được thuần
hóa rộng rãi ở phía Nam Hy Mã Lạp Sơn, gồm Đông Ấn Độ, Miến Điện, Thái Lan;
còn loài phụ Japonica được thuần hóa ở Đồng bằng Sông Hồng cho tới Nam Trung
Quốc. Cũng cần nhắc lại rằng lãnh thổ vùng Nam Trung Quốc thời cổ chưa thuộc
Trung Quốc của dân tộc Hán, mà thuộc tộc Việt và nhiều tộc thiểu số bản địa khác.
Vì vậy, ta có thể khẳng định rằng việc thuần hóa từ O. rufipogon thành O. sativa là
do cư dân thuộc tộc Việt thực hiện trong thời cổ đại [80].
Ở Việt Nam lúa cũng được trồng từ hàng nghìn năm trước đây và được coi là
biểu tượng của nền văn minh lúa nước. Có thể nói Việt Nam là một trong những
nước thuộc Trung tâm khởi nguyên của cây lúa nước. Vùng Đồng bằng Bắc Bộ là
một trong những vùng sinh thái của cả nước có các nguồn gen đa dạng và phong
phú nhất (Lê Doãn Diên, 1990) [10].
Cho đến nay phần lớn các nhà khoa học khi nghiên cứu về nguồn gốc cây lúa
trồng (O.sativa) đã đồng ý và có cùng quan điểm với Morinaga (1954) [86], Sasato 8

Bắc. Ở Đồng bằng Sông Cửu Long còn tồn tại nhiều loại hình lúa dại gọi là lúa ma,
lúa trời thuộc loài Oryza minuta. Lúa ma vùng này loài Oryza fatua sapotanea bông
ngắn, lá đòng hẹp, ngắn, các gié phân hóa rời rạc, mỗi gié có ít hạt râu dài, vỏ
mỏng, chín đến đâu rụng đến đó. Đặc tính của lúa ma là hạt có thể ngâm dưới nước
lâu. Điều đó càng khẳng định Việt Nam là một trong những cái nôi của lúa trồng
hiện nay [38].
Ngày nay, các nhà phân loại học đều cơ bản nhất trí rằng chi Oryza có 23
loài trong đó có 21 loài hoang dại và 2 loài lúa trồng O.sativa và O.glaberrima
thuộc loại nhị bội 2n = 24, có bộ gen AA. Loài O.sativa hiện nay được gieo trồng
trên khắp thế giới, loài O.glaberrima được gieo trồng chủ yếu ở Tây Phi và Trung
Phi. Từ O.sativa qua quá trình chọn lọc tự nhiên và sự thuần hóa của con người phát
sinh ra những biến dị thích ứng hoặc có thể độc lập hoặc có thể là sản phẩm chuyển
tiếp mà ba loại hình Indica, Japonica và Javanica được tạo thành như ngày nay
[38].
Hiện tại thế giới có khoảng 120.000 giống lúa O. sativa, được phân loại
thành 2 nhóm giống-phụ (sub-species) chính là Indica và Japonica. Việc phân loại
dựa theo đặc tính hình thái và sinh lý, tính kháng hạn, như chiều cao, màu sắc lá,
phản ứng phenol, v.v., nhất là sự khác biệt môi trường sinh sống (habitat). Indica là
lúa vùng đất thấp có ngập nước (lowlands) của vùng Châu Á nhiệt đới, còn
Japonica là lúa của vùng đất cao (Uplands, lúa rẫy) trên đồi núi của vùng Nam
Trung Quốc, Đông Dương, Đông Nam Á, Indonesia, và ngay cả ở Châu Phi và
Châu Mỹ. Loài phụ Japonica lại được phân loại thành 2 dạng khác biệt, dạng nhiệt
đới tức Javanica, và dạng ôn đới Japonica. Ngoài 2 nhóm chính này, với phương
pháp đánh dấu di truyền (genetic markers) còn phân biệt thêm nhiều giống phụ nhỏ

Lúa là loại cây trồng quan trọng cho hơn một nửa dân số trên hành tinh. Nó
là loại lương thực quan trọng trong bữa ăn hàng ngày của hàng tỷ người trên trái đất
ở Châu Á, Châu Phi và Mỹ latinh thuộc các nước Nhiệt đới và Á nhiệt đới. Hơn 3 tỉ
dân Châu Á đã nhờ lúa gạo và chất phó sản cung cấp độ 20% số lượng calori dùng
mỗi ngày, 20% chất đạm và 3% chất mỡ (Kennedy et al., 2004) [74]. Tổng sản
lượng và diện tích chỉ đứng sau lúa mì nhưng năng suất cao hơn lúa mì và nhiều cây
ngũ cốc khác. Ở Việt Nam, lương thực chính để nuôi sống con người là lúa gạo. Ở

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………

10

đâu có dân là ở đó có lúa gạo, nếu tính mức calori cung cấp cho khẩu phần ăn của
người Việt Nam là 2.215 kilocalo mỗi ngày, thì 68% nguồn năng lượng đó là từ lúa
gạo (IRRI facts) [38].
Thành phần hóa sinh trung bình của lúa gạo (% chất khô) được tính như sau:
Protein 7,0%; tinh bột 63,0%; dầu 2,3%; Xenluloza 12,0%; đường tan 3,6 %; Gluxit
khác 2,0%; tro 6,0%. Ngoài ra, lúa gạo còn chứa 1,6–3,2% lipit, một số vitamin:
nhóm B, chủ yếu là vitamin B1 (khoảng 0,5 mg/100mg hạt). Ngoài ra, các vitamin
nhóm B như B1, B2, B6 trong lúa gạo còn có các vitamin khác như vitamin PP,
vitamin E [54] [28].
Về hàm lượng amyloze, tinh bột hạt gạo gồm hai cấu tử: Amyloze và
amylopectin chúng liên quan đến hàm lượng protein trong hạt, amylopectin cao thì
hàm lượng protein cao. Amyloze của tinh bột liên quan mật thiết đến đặc tính của
cơm như độ nở, độ cứng, độ bông, độ mền. Kết quả nghiên cứu của Viện Công
nghệ sau thu hoạch cho thấy: Các giống gieo trồng ở Đồng bằng sông Cửu Long có
hàm lượng amyloze trung bình cao hơn so với các giống sử dụng ở Đồng bằng Bắc

0
N,… Nó phân bố tập trung chủ yếu ở Châu Á từ 30
0
B đến 10
0
N [38] [49].
Các chuyên gia của Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế và Tổ chức Nông Lương
Liên Hiệp Quốc nhận ra 1990 - 2005, tốc độ tăng trưởng của sản lượng và năng suất
lúa trên thế giới có chiều hướng giảm và tốc độ tăng trưởng của sản lượng thấp hơn
nhu cầu gia tăng tiêu thụ gạo. Các chuyên gia dự đoán 2015, nhu cầu tiêu thụ gạo
tăng 11% ở Đông Nam Á, 13% ở Nam Á, 52% ở Châu Phi (Nguyen và Ferreo,
2006; Zeigler, 2007) [63] [102]. Xóa đói giảm nghèo và tăng thu nhập cho người
trồng lúa là một trong 8 mục tiêu thiên niên kỉ của Liên Hợp quốc [16]. Số liệu bảng
1.1 thể hiểu tình hình sản xuất lúa trên thế giới đến năm 2010.
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới
Chỉ tiêu
Năm
Diện tích
(triệu ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lượng
(triệu tấn)
2000 154,11 38,94 598,97
2001 151,97 39,40 598,03
2002 147,69 38,40 569,90
2003 148,69 39,3 584,3
2004 150,79 40,3 608,1
2005 154,83 40,83 632,27
2006 155,79 41,18 641,63

đứng đầu thế giới năm 2010
Chỉ tiêu
Năm
Diện tích
(triệu ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lượng
(triệu tấn)
Trung Quốc 29,17 60,22 187,39
Ấn Độ 43,77 33,02 144,57
Indonexia 12,47 47,05 57,157
Bangladesh 10,73 41,12 43,05
Thái Lan 10,66 30,08 32,09
Việt Nam 7,51 53,20 29,98
Myanma 8,20 39,76 32,61
Philippin 4,27 39,76 16,24

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………

13

Braxin 2,89 38,00
11,06
Nhật Bản 1,67 65,11
10,89
Nguồn: FAOSTAT.FAO