ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐẶNG THỊ THU HẰNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC CỦA
MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN THU THẬP
Ở CÁC TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH TRỒNG TRỌT

Thái Nguyên - 2010


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐẶNG THỊ THU HẰNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC CỦA
MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN THU THẬP
Ở CÁC TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC
Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT
Mã số: 60.62.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH TRỒNG TRỌT

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN ĐỨC THẠNH

Thái Nguyên - 2010


giáo, bạn bè, đồng nghiệp, người thân cùng gia đình đã động viên, giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả

4


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt
Danh mục bảng biểu
Danh mục biểu đồ, đồ thị
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
2. Mục đích nghiên cứu
3. Ý nghĩa của đề tài
Chương 1- TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.2. Một số khái niệm về lúa cạn
1.3. Nguồn gốc lúa cạn
1.4. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và ở Việt Nam
1.4.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
1.4.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
1.5. Tình hình nghiên cứu lúa trong và ngoài nước
1.5.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới

14
14
19
28
31
33
36
37
40
42
42
42
42
42
42
45
45


2.3.2. Các đặc tính nông học
2.3.3. Đặc điểm hình thái
2.3.4. Các chỉ tiêu về sâu bệnh hại
2.3.5. Chất lượng hạt
2.3.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
2.3.7. Thử nội nhũ nếp tẻ (Yoan.L.P 1995)
2.3.8. Phương pháp phân loại các giống
2.3.9. Phương pháp xử lý số liệu
Chương 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc điểm về điều kiện đất đai, khí hậu tỉnh Thái Nguyên
3.1.1. Một số đặc điểm chủ yếu về điều kiện đất đai


46
47
49
52
53
53
53
54
55
55
55
57
60
60
61
63
66
67
69
71
73
80
80
82
83
83
85
87
89

International Institute of Tropical Agriculture

IRRI

:

International Rice Research Institute

WARDA :

West Africa Rice Development Association

7


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây 9
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo của 10 nước đứng đầu thế giới
2009
11
Bảng 1.3. Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ 1970, 1980, 1990
và 2000-2009
13
Bảng 1.4. Sự đa dạng của giống lúa cạn truyền thống tại Krông Nô,
Dalak, 2004
40
Bảng 1.5. Số lượng giống lúa cạn qua các năm tại huyện Krông Nô
41
Bảng 3.1. Một số yếu tố khí hậu, thời tiết qua các tháng, trung bình

83
Bảng 3.18. Thời gian sinh trưởng phát triển của các giống lúa
84
Bảng 3.19. Đặc điểm hình thái của một số giống lúa điển hình
86
Bảng 3.20. Đặc tính nông học của các giống lúa điển hình
88
Bảng 3.21. Khả năng chống chịu và một số chỉ tiêu chất lượng gạo
90
Bảng 3.22. Đặc điểm năng suất một số giống lúa nếp điển hình
92
Bảng 3.23. Đặc điểm năng suất một số giống lúa tẻ điển hình
94

8


DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH

Trang
Hình 3.1. Phân loại giống theo thời gian sinh trưởng

62

Hình 3.2. Phân loại giống theo số hạt chắc/bông

74

Hình 3.3. Phân loại giống theo năng suất cá thể


tính có thể có 20.000-30.000 loài thực vật chiếm 6,5% số loài có trên thế
giới. Theo số liệu hiện nay, hệ thực vật Việt Nam có trên 14.000 loài thực
vật bậc cao. Nếu so sánh với Bắc Mỹ bao gồm Hoa Kỳ và Canada diện tích
gần 20 triệu km2, cả châu Úc diện tích 7 triệu km2 cũng chỉ có tương ứng là
12.000 và 8.000 loài. Điều quan trọng khác là tỷ lệ các loài cây bản địa của
Việt Nam cao, đến 40%, là tỷ lệ mà ít nước có. Riêng đối với cây lúa, cây
trồng truyền thống của Việt Nam, Nguyễn Hữu Nghĩa và Lê Vĩnh Thảo
(2007) đã mô tả các loại hình phong phú và chất lượng thơm ngon đặc biệt
cũng như có chứa nhiều khoáng chất quan trọng đối với cơ thể con người
và đã dẫn các số liệu cho thấy trong tổng số 464 giống lúa đại diện ở miền
Bắc Việt Nam đưa vào phân loại dựa trên mẫu Isozyme có 147 giống đặc
sản chiếm 36,68%.
Nhiều nguồn gen thực vật quý của Việt Nam đã góp phần tạo nên
thắng lợi của Cách mạng xanh và sẽ đóng góp lớn cho thành tựu nông
nghiệp của cả nhân loại trong tương lai. Theo số liệu điều tra ban đầu,
nguồn gen giống cây trồng hiện đang sử dụng trong sản xuất nông nghiệp
của Việt Nam từ 16 nhóm các loại cây trồng khác nhau. Số lượng các loài
thực vật có quan hệ họ hàng với cây trồng là khoảng trên 1.300 loài, trong

10


đó có nhiều loài đã và đang bị lãng quên. Ngoài ra có rất nhiều loài thực vật
có giá trị nông nghiệp chưa được khai thác sử dụng nhiều. Kết quả điều tra
cũng cho thấy số loài cây bị đe dọa rất nhiều và ngày càng xuất hiện nhiều
trong Sách đỏ Việt Nam (IUCN, 2006). Hiện nay, tại Ngân hàng gen cây
trồng Quốc gia đang bảo tồn hơn 12.300 giống của 115 loài cây trồng. Đó
là tài sản quí, phần lớn không còn trong sản xuất và trong tự nhiên nữa.
Một bộ phận quan trọng của số giống này là nguồn gen bản địa với nhiều
đặc tính quí mà duy nhất chỉ có ở Việt Nam.

tăng cường ngân sách cho công tác điều tra nghiên cứu và thu thập, bảo
tồn, nâng cao sự tham gia của các bên liên quan đến công tác bảo tồn đa
dạng sinh học.
Nhằm thực hiện chủ trương của Nhà nước, góp phần sử dụng bền
vững nguồn gen giống lúa, trong đó có nguồn gen lúa cạn, bảo vệ các tri
thức bản địa và sự đa dạng sinh học đối với cây lúa, chúng tôi thực hiện đề
tài:
“ Nghiên cứu đặc điểm nông học của một số giống lúa cạn thu
thập ở các tỉnh miền núi phía Bắc”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Thu thập các giống lúa cạn tại một số tỉnh miền múi phía Bắc nhằm
duy trì và bảo tồn nguồn gen.
- Đánh giá đặc điểm nông học của các giống lúa cạn thu thập được.
- Phân loại loài phụ nguồn gen lúa cạn thu thập được.
3. Ý nghĩa của đề tài
* Ý nghĩa khoa học:
- Thu thập và đánh giá đặc tính nông học của các giống lúa cạn được
thu thập tại một số tỉnh miền núi phía Bắc.
- Là cơ sở cho việc duy trì và bảo tồn nguồn gen lúa cạn, bảo vệ sự
đa dạng sinh học của cây lúa.
* Ý nghĩa thực tiễn:
- Lựa chọn các giống lúa có chất lượng, khuyến cáo nhân rộng với
qui mô hợp lý tại các địa phương.
- Đa dạng hoá thêm bộ giống lúa.

12


Chương 1


Công nghệ và Môi trường ban hành quy chế quản lý và bảo tồn nguồn gen
thực vật, động vật và vi sinh vật thì một mạng lưới bảo tồn tài nguyên di
truyền mới được hình thành và cùng với nó là các văn bản pháp quy của
Nhà nước về quản lý và bảo tồn khai thác sử dụng nguồn gen lần lượt được
xây dựng và ban hành.
Cho đến nay, có 42 văn bản chính sách liên quan trực tiếp đến tài
nguyên di truyền thực vật của Việt Nam được ban hành gồm có 7 Luật, 2
Pháp lệnh, 6 Nghị định, 30 Quyết định và 2 Thông tư liên Bộ. Trong đó có
các văn bản mới, có nhiều liên quan đến bảo tồn và khai thác tài nguyên di
truyền thực vật như: Pháp lệnh Giống cây trồng, Luật sở hữu trí tuệ [8].
Sự ra đời của các văn bản chính sách nêu trên đã nói lên tầm quan
trọng của việc bảo tồn tài nguyên di truyền nói chung và bảo tồn nguồn gen
di truyền các cây trồng địa phương nói riêng, góp phần quan trọng duy trì
sự đa dạng sinh học.
Để thu thập và duy trì nguồn gen lúa cạn, cần đánh giá đặc điểm
nông học, phân loại các giống này theo Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây
lúa [7] và sử dụng phương pháp phân loại loài phụ.
1.2. Một số khái niệm về lúa cạn
Trên thế giới có nhiều cách định nghĩa về lúa cạn. Theo định nghĩa
tại Hội thảo nghiên cứu lúa cạn ở Bonake, Bờ Biển Ngà (1982): “Lúa cạn
được trồng trên đất thoát nước, không có sự tích trữ nước trên bề mặt,
không được cung cấp nước và không đắp bờ, chỉ được tưới nhờ mưa tự
nhiên” [34]
Theo Garrity D.P [35] 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 các biến dị chịu hạn

14


15


và Rao (1951) [50], Sampath và Govidaswami (1958) [51], Oka (1974)
[48] cho rằng O.sativa được tiến hóa từ lúa dại lâu năm O.rufipogon, còn
các tác giả khác như Chatterjee (1951) [32], Chang (1976) [31] lại cho rằng
O.sativa được tiến hóa từ lúa dại hàng năm O.nivara. Các nhà khoa học
Nhật Bản như Oka (1988) [49], Morshima và cộng sự (1992) [44] cho rằng
kiểu trung gian giữa O.rufipogon và O.nivara giống với tổ tiên lúa trồng
O.sativa hơn chính các loài lúa dại nhiều năm (O.rufipogon) hoặc hàng
năm (O.nivara).
Lúa trồng châu Á O.sativa có nguồn gốc xuất xứ từ Trung Quốc
(Decadolle A., 1985; Roscheviez, Ru., 1931) và Ấn Độ (Sampath và Rao,
1951) [50]. Theo công bố của Chang (1976) [31] thì O.sativa xuất hiện đầu
tiên trên một vùng rộng lớn từ lưu vực sông Gamges dưới chân núi
Himalaya qua Myanmar, Bắc Thái Lan, Lào đến Việt Nam và nam Trung
Quốc. Ông còn cho rằng lúa Indica phát sinh từ vùng Nepal, Myanmar,
Vân Nam (Trung Quốc) đến khu vực sông Hoàng Hà và từ Việt nam phát
tán dần lên tận lưu vực sông Dương Tử, từ đó phát sinh những biến dị thích
ứng và hình thành các chủng chịu lạnh Japonica (hoặc O.Sinica).
Từ Trung Quốc Japonica được hình thành rồi qua Triều Tiên sang
Nhật Bản. Lúa Indica phát tán xuống phía Nam tới Malaysia và lên phía
Bắc tới miền trung Trung Quốc. Loại hình hạt dài, rộng và dày thuộc kiểu
Javanica (Bulu hoặc Gundil) được hình thành ở Indonesia là sản phẩm của
quá trình chọn lọc tự nhiên từ Indica. Kiểu Javanica từ đây chuyển qua
Philippines, Đài Loan đến Ryukyus của Nhật Bản.
Theo Nguyễn Thị Lẫm [9] và nhiều tác giả khác đều cho rằng nguồn
gốc lúa cạn là từ lúa nước. Trong quá trình phát triển do có sự thay đổi về
điều kiện đất đai và yêu cầu về lương thực của con người, cây lúa đã phát

năm trước mắt cũng như lâu dài.
Hiện nay trên thế giới có trên một trăm nước trồng lúa ở hầu hết các
châu lục với tổng diện tích là 161,4 triệu ha. Theo (FAO STAT, 2010) [39]
thì sản xuất lúa gạo tập trung chủ yếu ở các nước châu Á nơi chiếm tới

17


88,7% diện tích gieo trồng và sản lượng. Trong đó Ấn Độ là nước có diện
tích lúa lớn nhất (44,1 triệu ha), tiếp đến là Trung Quốc (trên 29,9 triệu ha)
[39].
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây
Năm

Diện tích
(Nghìn ha)

Năng suất
(tạ/ha)

Sản lượng
(Nghìn tấn)

1970

132.873

23,81

316.346


598.316

2002

147.953

38,49

569.451

2003

148.532

39,36

584.630

2004

150.549

40,37

607.795

2005

155.026


161.421

42,04

678.682

(Nguồn: FAO STAT năm 2010) [39]

Bảng 1.1 cho thấy 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
70, 90 của thế kỷ XX và có xu hướng ổn định từ những năm đầu của thế kỷ
XXI. Về năng suất của lúa cũng tăng dần qua các năm và tăng nhanh nhất
vào thập niên 70, 80. Đến thập niên 90 và những năm đầu của thế kỷ XXI

18


năng suất lúa tăng chậm lại song nhìn chung năng suất tăng gần gấp đôi từ
23,81 tạ/ha năm 1970 lên 42,04 tạ/ha vào năm 2009. Điều này cho thấy
“cuộc Cách mạng xanh” từ giữa thập niên 60 đã ảnh hưởng tích cực đến
sản lượng lúa của thế giới nói chung và của châu Á nói riêng, những tiến
bộ kỹ thuật mới nhất là giống mới, kỹ thuật thâm canh tiên tiến được áp
dụng rộng rãi trong sản xuất đã góp phần làm cho sản lượng lúa tăng lên
đáng kể.
Châu Á gồm 8 nước có sản lượng cao nhất đó là Trung Quốc, Ấn
Độ, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Myanma và Nhật Bản.
Hiện nay châu Á có diện tích lúa cao nhất với 143,4 triệu ha, sản lượng
611,7 triệu tấn.
Theo FAO STAT (2010), nước có diện tích trồng lúa lớn nhất là Ấn

Sản lượng
(tấn)

Thế giới

161.420.743

42,044

678.688.289

Ấn Độ

44.100.000

29,767

131.274.000

Trung Quốc

29.932.292

65,901

197.257.175

Indonesia

12.883.576


4.532.300

35,889

16.266.417

Brazil

2.887.651

43,65

12.604.782

Pakistan

2.883.000

35,811

10.324.500

Nhật Bản

1.624.000

65,224

10.592.500

mới vào sản xuất làm cho nghề trồng lúa của Việt Nam không ngừng phát
triển. Nước ta từ một nước thiếu đói lương thực triền miên, bằng nội lực
của mình đã trở thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ hai thế giới.
Từ Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VI nền sản xuất nông nghiệp của
nước ta chuyển từ kinh tế tập thể lấy Hợp tác xã nông nghiệp quản lý và
điều hành kế hoạch sản xuất, sang cơ chế lấy hộ gia đình là đơn vị kinh tế
tự chủ vì vậy đã khuyến khích người dân đầu tư về công sức tiền của cho
việc chuyển dịch cơ cấu sản xuất, thâm canh tăng vụ vì vậy sản lượng lúa
của Việt Nam không ngừng được tăng cao. Nước ta đã giải quyết cơ bản
vấn đề thiếu lương thực, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và còn xuất
khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới (sau Thái Lan). Tuy nhiên trong vài năm trở
lại đây diện tích trồng lúa có xu hướng giảm dần nguyên nhân chủ yếu là
do quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa đã và đang làm cho diện tích đất

21


nông nghiệp nói chung và đất trồng lúa nói riêng giảm đáng kể. Nếu so
sánh năm 2000 với 2009 thì diện tích trồng lúa của nước ta giảm tới
226.200 ha (FAO STAT, 2010) [39].
Bảng 1.3. Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ
1970, 1980, 1990 và 2000-2009
Năm
Diện tích
Năng suất
Sản lượng
(ha)
(tạ/ha)
(tấn)
1970


2001

7.492.700

42,852

32.108.400

2002

7.504.300

45,903

34.447.200

2003

7.452.200

46,387

34.568.800

2004

7.445.300

48,552


52,230

38.725.100

2009

7.440.100

52,278

38.895.500

(Nguồn: FAO STAT năm 2010) [39]

Sản xuất lương thực trong thời kỳ đổi mới của đất nước được Đảng
ta xác định là vấn đề quan trọng để đảm bảo nhu cầu cơ bản của nhân dân
và ổn định xã hội. Cần tập trung phát triển sản xuất lương thực ở những
vùng và tiểu vùng trọng điểm, phấn đấu tăng sản lượng lương thực bình
quân đầu người, nâng cao chất lượng sản xuất và chế biến lương thực đáp

22


ứng nhu cầu tiêu dùng, dự trữ và xuất khẩu (Chủ trương chính sách của
Đảng Nhà nước về tiếp tục đổi mới và phát triển nông nghiệp, nông thôn).
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

canh tiên tiến và có kinh nghiệm dân gian phong phú. Có đến 85% sản
lượng lúa trên thế giới phụ thuộc vào 8 nước châu Á, đó là: Trung Quốc,
Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Myanma và Nhật bản
[9].
Trung Quốc là quốc gia đông dân nhất thế giới, là một nước thiếu đói
lương thực trầm trọng trong thập niên 60, 70 của thế kỷ trước, vì vậy công
tác nghiên cứu, lai tạo, chọn tạo và ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật,
nhất là giống lúa mới vào sản xuất được đặc biệt chú trọng. Trong lịch sử
phát triển lúa lai trên thế giới, Trung Quốc là nước đầu tiên sử dụng thành
công ưu thế lai của lúa vào sản xuất. Năm 1960 khi theo dõi thí nghiệm của
mình, Viên Long Bình phát hiện một cây lúa lạ khỏe, bông to, hạt nhiều.
Nhưng ông đã thất vọng vì chưa tìm ra phương pháp sử dụng ưu thế lai.
Sau đó ông bắt đầu tìm dòng bất dục đực. Con đường tạo giống ưu thế lai
theo phương pháp “3 dòng” được hé mở từ đây. Năm 1964, Viên Long
Bình phát hiện cây có tính bất dục đực nhưng không giữ được tính bất dục
đó bởi không có dòng duy trì mẹ. Tháng 11/1970 Lý Tất Hồ cộng tác với
Viêm Long Bình thu được cây bất dục đực trong loài lúa dại ở đảo Hải
Nam. Đây là thành công có tính quyết định đến việc tạo ra các tổ hợp lai 3
dòng và 2 dòng sau này. Vào năm 1974, các nhà khoa học Trung Quốc đã
cho ra đời những tổ hợp lai có ưu thế lai cao, đồng thời quy trình kỹ thuật
sản xuất hạt lai hệ “3 dòng” được hoàn thiện và đưa vào sản xuất năm
1975, đánh dấu bước ngoặt to lớn trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp ở
Trung Quốc nói riêng và trên toàn thế giới nói chung [10]. Những năm cuối
thế kỷ XX, đầu thế kỷ XXI Trung Quốc tập trung vào việc lai tạo các giống

24


lúa lai 2 dòng và đang hướng tới tạo ra các giống lúa lai 1 dòng siêu cao
sản (siêu lúa) có thể đạt năng suất 18 tấn/ha/vụ. Về chiến lược phát triển