i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN BÁ QUANG

“ĐÁNH GIÁ NGUỒN VẬT LIỆU LÚA CẠN THU
THẬP TỪ CÁC TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC VÀ
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG PHÁT
TRIỂN MỘT SỐ GIỐNG CÓ TRIỂN VỌNG TẠI
THÁI NGUYÊN”

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên - 2013


i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN BÁ QUANG

“ĐÁNH GIÁ NGUỒN VẬT LIỆU LÚA CẠN THU
THẬP TỪ CÁC TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC VÀ
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG PHÁT
TRIỂN MỘT SỐ GIỐNG CÓ TRIỂN VỌNG TẠI
THÁI NGUYÊN”


Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu nhà trường,
tập thể cán bộ, giảng viên Phòng quản lý đào tạo sau đại học và Khoa Nông
học Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Đặc biệt là Thầy giáo PGS.TS
Nguyễn Hữu Hồng – Trưởng Phòng Đào tạo, Thầy giáo TS. Nguyễn Đức
Thạnh – Trưởng phòng Khảo thí và Kiểm định chất lượng đã tận tình giúp đỡ,
hướng dẫn tôi trong việc định hướng đề tài cũng như suốt quá trình thực hiện
và hoàn thiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ Phòng thí nghiệm bộ môn sinh hóa sinh lý của Khoa Nông học, Trung tâm khí tượng thủy văn Thái Nguyên đã
tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và thu thập số liệu.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các hộ nông dân ở các tỉnh Tuyên
Quang, Bắc kạn, Cao Bằng, Hà Giang, Sơn La, Lào Cai, Yên Bái và Thái
Nguyên đã cung cấp nguồn giống cho tôi thực hiện đề tài này.
Cuối cùng tôi xin được cảm ơn gia đình, bạn bè đã hết lòng giúp đỡ tôi
thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tác giả

Nguyễn Bá Quang


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................. ii
MỤC LỤC................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT......................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................... ix
DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................... ix

1.4. Những kết luận rút ra từ nghiên cứu tổng quan ...................................... 29
Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU............................................................................................ 31
2.1. Vật liệu nghiên cứu................................................................................ 31
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................... 31
2.2.1. Địa điểm tiến hành nghiên cứu ........................................................... 31
2.2.2. Thời gian tiến hành nghiên cứu........................................................... 31
2.3. Nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu ................................. 31
2.3.1. Nội dung nghiên cứu........................................................................... 31
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 32
2.3.3. Các chỉ tiêu theo dõi ........................................................................... 36
2.3.3.1. Chỉ tiêu về các giai đoạn sinh trưởng ............................................... 36
2.3.3.2. Chỉ tiêu về thời gian sinh trưởng...................................................... 36
2.3.3.3. Chỉ tiêu chất lượng mạ ..................................................................... 37
2.3.3.4. Chỉ tiêu về khả năng đẻ nhánh ......................................................... 37
2.3.3.5. Chiều cao cây................................................................................... 38
2.3.3.6. Độ rụng hạt ...................................................................................... 38
2.3.3.7. Khả năng chịu hạn và phục hồi ........................................................ 38
2.3.3.8. Các chỉ tiêu về khả năng chống chịu ................................................ 39


v

2.3.3.9. Chỉ tiêu về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất................... 41
2.3.4. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu............................................... 42
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................... 43
3.1. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn nhân tạo ........................................ 43
3.2. Đánh giá tập đoàn giống trong điều kiện đồng ruộng không chủ
động nước .................................................................................................... 45
3.2.1. Đánh giá tập đoàn giống theo thời gian sinh trưởng ............................ 45

2. Đề nghị ..................................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 75
I. Tiếng Việt ................................................................................................. 75
II. Tiếng Anh ................................................................................................ 77


vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CIAT

: Trung tâm Nông nghiệp nhiệt đới Quốc tế

CRD

: Complete Randomized Design

Đ/c

: Đối chứng

FAO

: Tổ chức Nông lương thế giới

IAC

: Viện Nông nghiệp Campinas



: Năng suất thực thu

RCBD

: Randomized Completed Block Design

S.E.S

: Hệ thống đánh giá tiêu chuẩn trên cây lúa

TB

: Trung bỡnh

TGST

: Thời gian sinh trưởng

WMO

: Tổ chức Khí tượng thế giới


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới trong vài thập kỷ gần đây .... 16
Bảng 1.2. Một số nước có sản lượng và xuất khẩu cao trên Thế giới ............ 17

Hình 3.1. Phân loại tập đoàn giống theo thời gian sinh trưởng...................... 46
Hình 3.2. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của tập đoàn giống....... 57
Hình 3.3. Năng suất của các giống thí nghiệm.............................................. 71


10
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Lúa gạo là một trong những cây lương thực quan trọng của con
người, cây lúa được xếp vào vị trí thứ 2 sau cây lúa mì về diện tích và
sản lượng. Hiện nay, nhu cầu lúa gạo trên Thế giới ngày một tăng, theo dự
báo của tổ chức Nông lương Thế giới (FAO) trong những năm 1990 - 2025
thì lúa gạo sản xuất phải tăng mỗi năm 2,1% là cần thiết để bảo hộ cho sự
tăng dân số 1,7% mỗi năm. Nhưng trong 164 triệu ha đất trồng lúa hiện nay,
có khoảng 20% diện tích đang canh tác trong điều kiện khô hạn hoặc phụ
thuộc vào nước mưa tự nhiên. Sự khan hiếm về nước tưới phục vụ cho nông
nghiệp đã được báo động trong nhiều hội nghị khoa học của Thế giới gần
đây. Khô hạn sẽ là yếu tố tự nhiên ảnh hưởng lớn nhất đến an toàn lương
thực của Thế giới. Tài nguyên nước phục vụ cho nông nghiệp không phải là
vô tận, bên cạnh đó là áp lực dân số kèm theo sự phát triển đô thị sẽ làm gia
tăng nhu cầu nước phục vụ dân sinh và cho phát triển công nghiệp. Do đó,
việc đưa cây trồng chịu hạn vào sản xuất là một trong những vấn đề đáng
phải quan tâm. Đối với ngành sản xuất lúa gạo thì lúa cạn là một giải pháp.
Lúa cạn được trồng chủ yếu ở các nước châu Á, châu Mỹ La Tinh,
Caribean và châu Phi. Diện tích lúa cạn trên Thế giới được khoảng 14 triệu
ha hay 9% của tổng số diện tích trồng lúa của Thế giới. Mặc dù sản xuất
lúa cạn tương đối ít nhưng có tầm ảnh hưởng quan trọng ở nhiều nước, vì
rất nhiều nông dân canh tác loại lúa này. Khoảng 100 triệu người sống phụ
thuộc vào lúa cạn, sử dụng như là thức ăn chính của họ. Lúa cạn chỉ chủ

2.2. Yêu cầu của đề tài
- Theo dõi được các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển của các giống
lúa.
- Xác định một số chỉ tiêu sinh lý và đặc điểm hình thái của các
giống lúa tham gia thí nghiệm.
- Theo dõi và đánh giá được các chỉ tiêu chống chịu.
- Theo dõi các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất.


12
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Giúp học viên vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn sản xuất
và nâng cao trình độ nghiên cứu.
- Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo cho sinh viên và những
người có liên quan, góp phần phát triển ngành sản xuất lúa.
- Lưu giữ nguồn vật liệu cho nghiên cứu khoa học sau này.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
So sánh các giống lúa cạn có triển vọng để chọn ra giống có năng
suất cao, chống chịu tốt để khuyến cáo đưa vào sản xuất góp phần nâng
cao hiệu quả kinh tế cho người dân.


13
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Lúa cạn được trồng trên đất dễ rút nước, không bị ngập, không có bờ
bao và nhờ vào nước trời. Đặc tính nổi bật của lúa cạn là năng suất thấp và

lúa cạn như:
Chang T.T. và Bardenas (1965) [24] cho rằng: "Lúa cạn là loại lúa
được gieo hạt trên các loại đất khô, có thể là đất dốc hoặc đất bằng phẳng
nhưng không có bờ, khiến cây lúa sống phụ thuộc hoàn toàn vào độ ẩm do
nước mưa cung cấp".
Theo Garity D.P (1984) [25] thì lúa cạn được coi là lúa trồng trong
mùa mưa trên đất cao, đất thoát nước tự nhiên, trên những chân ruộng
được đắp bờ hoặc không có bờ và không có lượng nước dự trữ thường
xuyên trên bề mặt. Lúa cạn được hình thành từ lúa nước, nhờ quá trình
thích ứng với những vùng trồng lúa thường gặp hạn mà xuất hiện những
biến dị chịu hạn ngày càng cao. Vì vậy, giống lúa cạn có khả năng sinh
trưởng bình thường khi ở ruộng nước.
Theo Michael Aurodau tại Hội thảo "Lúa rẫy ở Cao Bằng, Việt
Nam", từ ngày 9 - 11/3/1994 và theo định nghĩa tại Hội thảo tại Bouake,
Bờ biển Ngà thì lúa cạn là loại lúa được trồng trong điều kiện mưa tự
nhiên, đất thoát nước, không có sự tích nước trên bề mặt, không được cung
cấp nước và không có bờ.
Các nhà chọn giống Việt Nam cũng khái niệm về lúa cạn tương tự
như trên. Tác giả Bùi Huy Đáp (1978) [3] định nghĩa: “Lúa cạn là loại lúa
gieo trồng trên đất cao như là các loại hoa màu trồng cạn khác, không tích
nước trong ruộng và hầu như không bao giờ được tưới thêm. Nước cho lúa
chủ yếu do nước mưa cung cấp hay được giữ lại trong đất”.
Theo Nguyễn Gia Quốc (1994) [16] thì lúa cạn được chia làm 2
dạng:
- Lúa cạn thực sự (lúa rẫy, Dry rice hoặc Upland rice): là loại lúa


15
thường được trồng trên các triền dốc của đồi núi, không có bờ ngăn và
luôn luôn không có nước. Cây lúa hoàn toàn sử dụng lượng nước mưa

1.2. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới và ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới
1.2.1.1. Tình hình sản xuất lúa nước
Diện tích canh tác lúa trên Thế giới trong vài thập kỷ gần đây có xu
hướng tăng, song tăng mạnh nhất vào những thập niên 90 của thế kỷ XX
và có xu hướng ổn định từ những năm đầu của thế kỷ XXI và đạt 164
triệu ha năm 2011. Về năng suất của lúa cũng tăng dần qua các năm và
tăng nhanh nhất vào thập niên 90. Từ thập niên 90 và những năm đầu của
thế kỷ XXI năng suất lúa tăng chậm lại song nhìn chung năng suất tăng
gần gấp đôi từ 27,48 tạ/ha năm 1980 lên 43,82 tạ/ha vào năm 2011. Sản
lượng lúa Thế giới tăng từ 396,8 triệu tấn năm 1980 lên trên 721 triệu tấn
năm 2011. (Bảng 1.1)
Bảng 1.1: Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới trong vài thập kỷ gần
đây
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(Nghìn ha)

(tạ/ha)

(Nghìn tấn)

1980

144.412


155.953

42,12

656.807

2008

159.251

43,07

685.875

2009

161.421

42,04

678.682

2010

163.054

42,78

700.230


Sản lượng (triệu tấn)

Xuất khẩu (triệu tấn)

2010

2011

2010

2011

466,6

480,4

31,5

34,5

Trung Quốc

134

137

0,6

0,7


Thái Lan

21,3

20,9

9

10,5

Brazil

8,6

8

0,4

1

Mỹ

7,6

6,8

3,9

3,4


- upland rice), 36,4 triệu ha đất hoàn toàn nhờ nước trời (rainfed rice), đất
ngập nước chiếm 12,5 triệu ha. Năng suất lúa ở vùng đất khó khăn đạt 0,8
- 1,7 tấn/ha, chỉ bằng 20 - 40% năng suất lúa của vùng chủ động nước.
Các giống lúa gieo cấy trên vùng này phần lớn là giống địa phương có
đặc điểm dài ngày, cao cây, chống đổ kém, năng suất thấp nhưng chất
lượng gạo ngon.
Vào những năm cuối thế kỷ 20 toàn Thế giới trồng 19,1 triệu ha lúa
cạn chiếm 13,2% diện tích trồng lúa thế giới. Trong đó, châu Á trồng
10,7 triệu ha, 6,1 triệu ha ở Mỹ La Tinh và 2,3 triệu ha ở châu Phi. Tỷ lệ
lúa cạn ở Mỹ La Tinh chiếm tới 75% và châu Phi là 50%. Năng suất
trung bình của lúa cạn trên 1 tấn/ha những nơi thuận lợi có thể đạt 2,5
tấn/ha (IRRI,1986) [27].
Ở châu Á, khoảng 50% đất trồng lúa là canh tác nhờ nước trời và
mặc dù năng suất lúa ở những vùng có tưới đã tăng gấp 2 - 3 lần 30 năm
trước đây nhưng ở vùng canh tác nhờ nước trời năng suất tăng lên ở mức
rất nhỏ, bởi vì những vùng này việc sử dụng những giống lúa cải tiến rất
khó khăn do môi trường không đồng nhất và biến động (Kwan Chai
A.G,1972) [28].
Ở châu Phi, lúa cạn đóng vai trò quan trọng hơn trong sản xuất lúa


19
của vùng, được trồng trên khoảng 2,7 triệu ha, đại diện 40% của tổng số
diện tích. Lúa cạn được trồng nhiều ở Cote d’Ivoire, Guinea, Guinea
Bissau, Congo, Madagascar, Sierra Leone và một số nước khác theo
phương pháp du canh, tương tự như trồng ngô, lúa miến và vừng. Diện tích
trồng lúa cạn của vùng này không thuyên giảm mà còn có phần gia tăng vì
nhu cầu lúa gạo của vùng tăng nhanh độ 6% mỗi năm trong thập niên vừa
qua. Lúa cạn thường trồng xen kẽ với các cây màu khác, hoặc luân canh
với ngô, sắn, khoai lang. Gần đây có giống lúa mới gọi là Nerica cho năng

gấp đôi với 7,65 triệu ha. Năng suất lúa bình quân 3,18 tấn/ha vào năm
1990 và 4,2 tấn/ha vào năm 2000 đã tăng lên 5,53 tấn/ha vào năm 2011.
Năm 2012 năng suất đạt mức cao nhất từ trước đến nay là 5,7 tấn/ha. Sản
lượng lúa ở nước ta năm 1990 chỉ dừng lại ở 19,23 triệu tấn nhưng đến
năm 2000 đã đạt được 32,51 triệu tấn. Năng suất và diện tích canh tác
tăng không ngừng đã giúp Việt Nam lần đầu tiên đạt sản lượng ở mức cao
nhất từ trước tới nay là 42,31 triệu tấn vào năm 2011. Năm 2012 đạt
khoảng 40 triệu tấn, số liệu được thống kê ở bảng 1.3.
Bảng 1.3: Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của Việt Nam qua các
thời kỳ đến nay
Năm

Diện tích (triệu ha)

Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn)

1990

1,46

3,18

19,23

1995

2,05

3,69


5,53

42,31

(Nguồn: Tổng cục thống kê năm 2012) [23]
Bên cạnh việc tăng năng suất lúa, Việt Nam đã chú trọng đến nâng
cao chất lượng của lúa gạo. Những giống lúa cổ truyền như Tám Ấp Bẹ,
Tám xoan, Dự, nếp cái Hoa vàng, nếp Hòa Bình, nếp Hải Phòng, Nàng
nhen, Nàng thơm Chợ Đào đã được phục tráng và mở rộng diện tích sản
xuất.


21
Về xuất khẩu gạo, từ năm 1989 Việt Nam đã trở thành nước xuất
khẩu gạo đứng hàng thứ hai trên Thế giới, lượng gạo xuất khẩu hàng năm
khoảng 3,5 triệu tấn gạo. Năm 2009 lần đầu tiên Việt Nam đạt 6,05 triệu
tấn gạo xuất khẩu. Sản lượng xuất khẩu đó không những được duy trì mà
còn tăng liên tiếp trong năm 2010 (6,75 triệu tấn) và năm 2011 (7,11 triệu
tấn). Theo số liệu mới nhất Việt Nam đã xuất khẩu hơn 7,5 triệu tấn vào
năm 2012. Sản lượng gạo xuất khẩu của Việt Nam đã cung cấp lương
thực cho trên 120 Quốc gia trên toàn Thế giới. Dưới đây biểu đồ thể hiện
sản lượng gạo và giá trị kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam từ năm 1989
đến 2011.
8
6,75

7

6,05
4,68


2

7,11

Khối lượng
Trị giá

1000

1

500

0

0
1989 1990 1995 1999 2000 2005 2008 2009 2010 2011
Năm

Hình 1.1. Sản lượng gạo xuất khẩu của Việt Nam (1989 - 2011)
Để đảm bảo vấn đề an ninh lương thực và giữ vị trí là một trong
những nước xuất khẩu lúa gạo đứng hàng đầu Thế giới, một vấn đề đặt ra
đó là cần thâm canh tăng vụ, tập trung nguồn lực và trí lực cho việc
nghiên cứu lai tạo ra các giống lúa mới có năng suất cao, chất lượng tốt,
thích ứng với điều kiện ngoại cảnh, ít sâu bệnh, chống chịu tốt với điều
kiện ngoại cảnh bất lợi. Nhằm nâng cao cả về mặt giá trị xuất khẩu, cần
tiếp tục thực hiện chiến lược phát triển lúa chất lượng cao phục vụ cho
công tác xuất khẩu lúa gạo trong những năm tiếp theo.


23
1.3. Tình hình nghiên cứu lúa trên Thế giới và ở Việt Nam
1.3.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên Thế giới
1.3.1.1. Tình hình nghiên cứu lúa nước
Vào đầu những năm 1960, Viện nghiên cứu lúa gạo Quốc tế IRRI
đã được thành lập ở Philippines. Viện đã tập trung vào lĩnh vực nghiên
cứu lai tạo và đưa ra sản xuất nhiều giống lúa các loại, tiêu biểu như các
dòng IR, Jasmin. Đặc biệt vào cuối thập niên 60 giống IR8 được trồng
phổ biến ở Việt Nam đã đưa năng suất lúa tăng lên đáng kể. “Cuộc cách
mạng xanh” từ giữa thập niên 60 đã có ảnh hưởng tích cực đến sản lượng
lúa của châu Á. Nhiều tiến bộ kỹ thuật đã được tạo ra để nâng cao năng
suất và sản lượng lúa gạo (IRRI, 1986) [27].
Nhiều nước ở châu Á có diện tích trồng lúa lớn, có kỹ thuật thâm
canh tiên tiến và có kinh nghiệm dân gian phong phú, có đến 85% sản
lượng lúa trên Thế giới tập trung chủ yếu ở 8 nước châu Á, đó là: Trung
Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Myanma và
Nhật bản (Nguyễn Thị Lẫm, 1999) [15].
Viện Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Malaysia (MARDI) đã
đưa ra giống lúa MRIA 1 có khả năng chịu nhiệt, không đòi hỏi nhiều
nước, và có thể được gieo trồng trái vụ, được phát triển thông qua sự hợp
tác với Viện nghiên cứu lúa gạo Quốc tế, MRIA 1 có thời gian chín sau
90 ngày và có khả năng kháng nhiều bệnh hơn ..
Trung Quốc là nước đầu tiên sử dụng thành công ưu thế lai của lúa
vào sản xuất. Đây là thành công có tính quyết định đến việc tạo ra các tổ
hợp lai 3 dòng và 2 dòng sau này. Về chiến lược phát triển lúa lai của
Trung Quốc trong thế kỷ XXI là phát triển lúa lai hai dòng và đẩy mạnh
nghiên cứu lúa lai một dòng. Trung Quốc đã nghiên cứu và lai tạo được
những giống lúa lai tốt có ưu thế lai cao như: Bồi Tạp Sơn Thanh, Q4,
Q5, Nhị ưu 838, Bắc ưu 64, San ưu 63, Bắc thơm số 7, Bồi Tạp 49,…
Những năm gần đây những giống lúa có năng suất, chất lượng cao như: