1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-------------

---------------

BÁO CÁO KẾT QUẢ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ
Mã số: B2009-TN03-12

Tên đề tài:

THU THẬP, ĐÁNH GIÁ, BẢO TỒN NGUỒN GEN
CÂY LÚA CẠN TẠI CÁC TỈNH MIỀN NÚI
PHÍA BẮC VIỆT NAM

Chủ trì đề tài
:TS NGUYỄN ĐỨC THẠNH
Thời gian thực hiện :Năm 2009-2010
Địa điểm thực hiện :Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

THÁI NGUYÊN - 2011


2

TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI NCKH CẤP BỘ
Tên đề tài: “Thu thập, đánh giá, bảo tồn nguồn gen cây lúa cạn tại các tỉnh



3

- Qua đánh giá tập đoàn đã lựa chọn được 4 giống lúa nếp và 5 giống
lúa tẻ để tiếp tục theo dõi đánh giá, chọn lọc để bổ sung vào cơ cấu giống lúa
cạn của địa phương. Qua so sánh cho kết quả các giống lúa có khả năng
chống chịu, chất lượng và năng suất tương đương với các giống đối chứng địa
phương.


4

SUMMARY OF RESULT FOR RESEARCHING PROJECT
Project title: Collection, evaluation and genetic conservation of upland-rice in
some provinces in the North of Viet nam.
Project code: B2009 - TN03 - 20
Implementation institution: TUAF
Co-oporation and individual
1. M.Sc. Lê Thị Kiều Oanh – Agronomy faculty, TUAF
1. Objectives:
- collecting of some upland-rice for maintenance and genectic conservation
in some provinces in the North of Viet nam.
- Evaluating some agronomical forms and endurance of some upland-rice in
producing.
- Choosing some of the upland-rice for producing
2. Content
- Collecting some upland-rice in some provinces in the North of Viet nam
- Evaluating some agronomical forms, endurance ability, yield, and making a
collection of some upland-rice.


MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

1

2. Mục đích nghiên cứu

2

3. Ý nghĩa của đề tài

3

PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài

4
4

1.2. Một số khái niệm về lúa cạn

5

1.3. Nguồn gốc lúa cạn

7


13

1.6.2. Tình hình nghiên cứu lúa trong nước

18

PHẦN 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu nghiên cứu

25
25

2.2. Nội dung và địa điểm nghiên cứu

25

2.2.1. Nội dung nghiên cứu

25

2.2.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu

25

2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm

25

2.4. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi, đánh giá

2.4.7. Thử nội nhũ nếp tẻ

32

2.4.8. Phương pháp phân loại các giống

32

2.4.9. Phương pháp duy trì nguồn gen

32

2.4.10. Phương pháp xử lý số liệu

32

PHẦN 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

33

3.1. THU THẬP, ĐÁNH GIÁ, PHÂN LOẠI TẬP ĐOÀN GIỐNG LÚA

33

3.1.1. Kết quả thu thập và phân loại nếp tẻ

33

3.1.2. Đánh giá tập đoàn giống sau thu thập


KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

68

1. Kết luận

68

2. Đề nghị

68

TÀI LIỆU THAM KHẢO

71


8

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ ĐỒ THỊ
DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây
Bảng 1.2. Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ

10
12


43

Bảng 3.10. Phân loại giống theo số hạt chắc/bông và khối lượng hạt

44

Bảng 3.11. Tương quan giữa số hạt chắc/bông và khối lượng 1000 hạt

45

Bảng 3.12. Phân loại giống theo số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc

46

Bảng 3.13. Tương quan giữa số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc

46

Bảng 3.14. Phân loại giống theo số bông/khóm và chiều dài bông

47

Bảng 3.15. Tương quan giữa số bông/khóm và chiều dài bông

48

Bảng 3.16. Phân loại giống theo năng suất lý thuyết

49



Bảng 3.24. Thời gian sinh trưởng phát triển của các giống lúa

58

Bảng 3.25. Đặc điểm hình thái của một số giống lúa điển hình

59

Bảng 3.26. Đặc tính nông học của các giống lúa điển hình

60

Bảng 3.27. Khả năng chống chịu sâu bệnh hại và hạn của các giống lúa

62

Bảng 3.28. Chất lượng gao của các giống lúa thí nghiệm

63

Bảng 3.29. Đặc điểm năng suất một số giống lúa nếp điển hình

64

Bảng 3.30. Đặc điểm năng suất một số giống lúa tẻ điển hình

66

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Đồng bằng sông Cửu Long

CIAT

International Center for Tropical Agriculture

CV

Coefficient of Variation

FAO

Food and Agriculture Organization

IITA

International Institute of Tropical Agriculture

IRAT

Institut de Recherches Agronomiques Tropicales

IRRI

International Rice Research Institute

IUCN

The International Union for Conservation of Nature


kỷ qua, Việt Nam đã trải qua một giai đoạn lịch sử phức tạp, hậu quả của
chiến tranh đã ảnh hưởng to lớn đến đa dạng sinh học. Nhà nước Việt Nam đã
có những nỗ lực to lớn để ngăn chặn suy giảm đa dạng sinh học nói chung và
tài nguyên di truyền thực vật nói riêng.
Diện tích lãnh thổ không lớn nhưng Việt Nam là một trong 15 quốc gia
đa dạng và giàu có nhất thế giới về tài nguyên di truyền thực vật, với dự 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. Riêng đối với cây lúa, cây trồng truyền thống của Việt Nam, Nguyễn
Hữu Nghĩa và Lê Vĩnh Thảo (2007) 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%.
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 đó có nhiều loài đã và đang bị lãng quên. 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.
Ở Việt Nam, diện tích canh tác lúa khoảng 4,36 triệu ha, trong đó có
2,2 triệu ha là đất thâm canh, chủ động tưới tiêu nước; còn lại hơn 2,1 triệu ha
là đất canh tác lúa trong điều kiện khó khăn. Trong 2,1 triệu ha có khoảng 0,5


2

triệu ha lúa cạn, khoảng 0,8 triệu ha nếu mưa to và tập trung hay bị ngập úng
và còn lại khoảng 0,8 triệu ha là đất bấp bênh nước. Như vậy, Việt Nam có sự
phong phú và đa dạng cao về tài nguyên di truyền thực vật, trong đó có nguồn

3. Ý nghĩa của đề tài
* Ý nghĩa khoa học:
- Thu thập và đánh giá, phân loại các giống lúa cạn được thu thập tại
một số tỉnh miền núi phía Bắc sẽ cung cấp những thông tin cần thiết cho công
tác chọn tạo giống lúa mới.
- 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:
- Bổ sung nguồn gen cây lúa cạn trong nghiên cứu và tạo mới giống
lúa.
- Lựa chọn các giống lúa có năng suất, chất lượng, khuyến cáo trong
sản xuất tại các địa phương.
- Đa dạng hoá thêm bộ giống lúa.


4

PHẦN 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Trong sản xuất nông nghiệp, giống là một loại tư liệu sản xuất quan
trọng cũng như đất, phân bón và công cụ sản xuất. Nếu không có giống,
không thể sản xuất ra bất cứ một loại nông phẩm nào. Giống cây trồng chính
là một yếu tố quan trọng trong việc tăng năng suất và chất lượng của sản
phẩm. Trong thực tế, xét yếu tố giống cây trồng nói chung và giống lúa nói
riêng thì chưa bao giờ thỏa mãn được yêu cầu của sản xuất. Khi sản xuất phát
triển, khả năng đầu tư thâm canh cao thì yêu cầu về giống cây trồng là vấn đề
quyết định.
Qua tổng kết về sản xuất lúa cho thấy: Nếu đầu tư giống tốt, chất lượng
cao thì sẽ góp phần làm tăng năng suất từ 15-20%, thậm chí có nơi tăng từ 2440%. Chính vì vậy mà giống cây trồng thường xuyên được quan tâm đầu tư,

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 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” [23]
Theo Garrity D.P [26] 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


6

trồng lúa thường gặp hạn mà xuất hiện các biến dị chịu hạn ngày càng cao. Vì
vậy giống lúa cạn có khả năng sinh trưởng bình thường khi ở ruộng nước.
Huke R.E (1982) [30] dùng thuật ngữ “Lúa khô” (dryland rice) thay
cho lúa cạn (upland rice) và định nghĩa: “Lúa cạn được trồng trong những
thửa ruộng được chuẩn bị đất và gieo hạt dưới điều kiện khô, cây lúa sống
phụ thuộc hoàn toàn vào nước trời”.
Theo Nguyễn Gia Quốc (1994) [13] chia lúa cạn thành 2 dạng:
- Lúa cạn thực sự hay còn gọi là lúa nương (rẫy), là loại trồng trên các
triền dốc của đồi núi, không có bờ ngăn nước, luôn không có nước ở chân,
cây lúa sống nhờ nước trời.
- Lúa cạn không hoàn toàn hay lúa nước trời là loại lúa trồng ở triền
thấp không có hệ thống tưới tiêu chủ động, cây sống hoàn toàn bằng lượng
nước mưa tại chỗ, có thể có nước dự trữ trên bề mặt ruộng và cung cấp nước

1951) [36]. Theo Chang [22] 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.
Theo Nguyễn Thị Lẫm [19] 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
triển lên những vùng cao hơn. Sống trong điều kiện đó cây lúa có một số biến
đổi thích nghi với hoàn cảnh khô hạn.
1.4. Khái niệm về hạn và phân loại hạn
1.4.1. Khái niệm về hạn
Theo J.H Hulse (1989) từ “hạn”, tiếng Anh là “drought”, xuất phát từ


8

ngôn ngữ Anglo-Saxon có nghĩa là “đất khô” (dryland).
Hiện nay chưa có một định nghĩa tổng hợp hoàn chỉnh về hạn, song tuỳ
góc độ nghiên cứu mà có những khái niệm khác nhau.
Dere C.Hsiao (1980) định nghĩa: “Hạn là sự mất cân bằng nước của
thực vật thể hiện trong sự liên quan hữu cơ giữa đất-thực vật-khí quyển”.
Theo Gibbs (1975), hạn hay đúng hơn là sự thiếu hụt nước ở cây trồng là
sự mất cân bằng giữa việc cung cấp nước và nhu cầu nước. Còn Mather (1986),
hiện tượng hạn trong sản xuất nông nghiệp thực chất là do thiếu sự cung cấp độ
ẩm cho sự sinh trưởng tối đa của cây trồng từ lượng mưa hoặc từ lượng nước dự
trữ trong đất [20].
1.4.2. Phân loại hạn

vùng khác diễn ra trong thời gian ngắn [26].
1.5. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và trong nước
1.5.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
1.5.1.1. Tình hình sản xuất lúa
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) [29] thì
sản xuất lúa gạo tập trung chủ yếu ở các nước châu Á nơi chiếm tới 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) [29].
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 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. .


10

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.
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây
Năm
1970
1980
1990
2000
2005

(Nghìn tấn)
316.346
396.871
518.556
599.355
634.390
641.095
656.807
685.875
678.682

1.5.1.2. Tình hình sản xuất lúa cạn trên thế giới
Theo số liệu FAO diện tích canh tác của thế giới 148 triệu hecta trong
đó châu Á có 133,3 triệu hecta chiếm 90,07% diện tích thì có 67,83 triệu
hecta chiếm 45,83% thường bị thiên tai đe doạ. Trong đó, có 55,53 triệu
hecta thường bị thiếu nước chiếm 37,39%, trong số này 19,16 triệu hecta là
đất cạn (lúa rẫy-upland rice), 36,37 triệu hecta đất hoàn toàn nhờ nước trời
(rainfed rice); đất ngập nước chiếm 12,5 triệu hecta. 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: 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 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 tới 75% và châu Phi là 50%. Năng suất trung bình của lúa cạn trên 1


11



Bảng 1.2. Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ
1970, 1980, 1990 và 2000-2009
Năm
1970
1980
1990
2000
2005
2006
2007
2008
2009

Diện tích
Năng suất
(ha)
(tạ/ha)
4.724.400
21,533
5.600.200
20,798
6.042.800
31,814
7.666.300
42,431
7.329.200
48,890
7.324.800
48,942

triệu ha là đất thâm canh, chủ động tưới tiêu nước, còn lại hơn 2,1 triệu ha là đất
canh tác lúa có những khó khăn. Trong 2,1 triệu ha có khoảng 0,5 triệu ha lúa
cạn và 0,8 triệu ha nếu gặp mưa to, tập trung sẽ bị ngập úng và còn lại 0,8 triệu
ha là đất bấp bênh nước (Vũ Tuyên Hoàng, 1995) [7]. Năng suất lúa cạn, lúa
nương hay năng suất lúa ở các vùng bấp bênh nước tưới rất thấp, chỉ đạt trên
dưới 10-12 tạ/ha, bằng 30-50% năng suất bình quân của cả nước.
Theo kết quả thống kê của Cục Khuyến nông-Khuyến lâm năm 2001,


13

hiện cả nước có khoảng 199.921 ha lúa cạn, chủ yếu phân bố ở các tỉnh miền
núi phía Bắc (54,3%); Tây Nguyên (25,3%) còn lại là vùng núi thuộc các tỉnh
Bắc Trung bộ (6,0%); Duyên hải miền Trung (9,3%)... Theo báo cáo của các
địa phương, sản lượng lúa cạn toàn quốc năm 2001 đạt khoảng 241 nghìn tấn.
Tuy chiếm một diện tích không lớn so với diện tích lúa nước nhưng lúa cạn là
cây trồng truyền thống, là phương thức giải quyết lương thực tại chỗ đối với
đồng bào các dân tộc ít người vùng núi. Phát triển lúa cạn góp phần ổn định
đời sống, hạn chế du canh du cư đốt nương làm rẫy, giữ gìn, bảo vệ môi
trường sinh thái, nhất là đối với các tỉnh có tỷ lệ lúa cạn cao so với tổng diện
tích lúa của tỉnh như: Lai Châu: 52,83%, Sơn La: 48,35%, Lào Cai: 27,08%...
Tuy có vai trò quan trọng song sản xuất lúa cạn hiện còn rất nhiều hạn
chế. Các giống lúa cạn hiện nay chủ yếu là các giống địa phương (99%) cao
cây, năng suất thấp, bấp bênh (trên dưới 10 tạ/ha) và có xu hướng giảm dần.
Nguyên nhân chủ yếu là do lúa cạn được trồng theo phương thức quảng canh,
đất bị khai thác cạn kiệt, không được bón phân bổ sung. Phần lớn đất trồng
lúa cạn là đất dốc, hàng năm bị rửa trôi mạnh, độ phì đất bị giảm nhanh chóng
làm cho nguồn dinh dưỡng tự nhiên bị cạn kiệt [2].
1.6. Tình hình nghiên cứu lúa trong và ngoài nước
1.6.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới

một chương trình lớn, có sự đóng góp của nhiều chương trình nghiên cứu lúa
ở các nước sản xuất lúa gạo, đặc biệt là các nước ở châu Á. Châu Phi và Mỹ
Latin cũng thành lập những trung tâm quốc tế nghiên cứu về lúa cạn như
IRAT, IITA, WARDA và CIAT [32].
Do yêu cầu về an toàn lương thực, vào năm 1983, UREDCO ban điều
hành của các trung tâm nghiên cứu lúa cạn, được thành lập. Từ đây, các
chương trình nghiên cứu lúa cạn ở các nước được mở rộng [26]. Những
thành tựu nghiên cứu về lúa cạn đã đạt được như sau:


15

a) Nhu cầu nước và khả năng chịu hạn của cây lúa
Nhu cầu nước của cây lúa khác nhau giữa các nhóm như lúa nước, lúa
cạn, lúa chịu nước sâu hay lúa nổi. Nhu cầu nước của lúa cũng khác nhau
giữa các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của cây như nếu thiếu nước ở giai
đoạn sinh trưởng sinh thực có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất lúa
của cả lúa cạn và lúa có tưới. Hạn ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của
cây nếu quá giới hạn sẽ làm chết cây. Những giống lúa cạn có thể phục hồi
khi tưới nước hay có mưa, nhưng những giống lúa có tưới khả năng phục hồi
kém hay không thể phục hồi [31].
Giai đoạn đẻ nhánh lúa cần lượng nước lớn hơn và giảm dần đến khi
chín. Giai đoạn đẻ nhánh thiếu nước hay thừa nước (nước quá sâu) cũng hạn
chế khả năng đẻ nhánh của lúa. Giai đoạn trỗ thiếu nước dẫn đến hiện tượng
nghẹn đòng không trỗ thoát, tỷ lệ lép cao. Giai đoạn vào chắc thiếu nước cũng
dẫn đến tỷ lệ lép cao giảm năng suất [24].
Phân bố lượng mưa là yếu tố quan trọng hạn chế năng suất của lúa canh
tác nhờ nước trời. Loại hình canh tác này chiếm khoảng 80% diện tích trồng
lúa ở Nam và Đông Nam châu Á. Những vùng canh tác nhờ nước trời chỉ
trồng được một vụ lúa trong một năm vào mùa mưa, ngay cả những nơi có