ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG MAI THẢO

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THÍCH NGHI VÀ BIỆN
PHÁP KỸ THUẬT ĐỐI VỚI GIỐNG LÚA THUẦN
CHẤT LƯỢNG TỐT Ở MỘT SỐ TỈNH MIỀN NÚI
PHÍA BẮC VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

THÁI NGUYÊN - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG MAI THẢO

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THÍCH NGHI VÀ BIỆN
PHÁP KỸ THUẬT ĐỐI VỚI GIỐNG LÚA THUẦN
CHẤT LƯỢNG TỐT Ở MỘT SỐ TỈNH MIỀN NÚI
PHÍA BẮC VIỆT NAM
Ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 62.62.01.10
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TS. Nguyễn Hữu Hồng
Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Văn Toàn-Viện trưởng
Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp Miền núi phía Bắc, TS. Lưu
Ngọc Quyến-Phó Viện trưởng Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp
Miền núi phía Bắc, các cán bộ nghiên cứu Bộ môn Cây lương thực và thực
phẩm – Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc đã hỗ
trợ và giúp đỡ tôi thực hiện các nghiên cứu thực nghiệm.
Tôi tôi xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến Ban Lãnh đạo Trường Đại học
Hùng Vương, Khoa Nông Lâm Ngư-Trường Đại học Hùng Vương đã tạo mọi
điều kiện về thời gian, kinh phí hỗ trợ cho tôi trong quá trình học tập.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè
đã hỗ trợ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận án.
Thái Nguyên, ngày tháng 6 năm 2017
Tác giả luận án

Hoàng Mai Thảo


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1....................................................................................................... 4
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ....................................................... 4
1.1. Nhu cầu gạo chất lượng trên thế giới và Việt Nam ................................... 4
1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam ............................... 7
1.2.1. Tình hình chung .............................................................................. 7
1.2.1.1. Sản xuất gạo trên thế giới ........................................................ 7
1.2.1.2. Sản xuất gạo ở Việt Nam ......................................................... 8
1.2.2. Sản xuất lúa chất lượng tốt trên thế giới và Việt Nam ................... 9
1.2.2.1. Sản xuất lúa chất lượng tốt trên thế giới .................................. 9
1.2.2.2. Sản xuất lúa chất lượng tốt ở Việt Nam ................................. 11
1.3. Nghiên cứu về giống lúa chất lượng cao trên thế giới và Việt Nam ....... 13

thuần chất lượng tốt................................................................................. 40
2.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ tới năng suất và chất lượng
giống lúa mới .......................................................................................... 40
2.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón tới năng suất và chất lượng
giống lúa mới .......................................................................................... 41
2.3.4. Xây dựng mô hình áp dụng các biện pháp kỹ thuật cho giống mới
................................................................................................................. 41
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 41
2.4.1. Bố trí thí nghiệm ........................................................................... 41
2.4.2. Chi tiêu theo dõi và phương pháp theo dõi ................................... 46
2.4.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ........................................ 53
CHƯƠNG 3..................................................................................................... 55
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................. 55
3.1. Tuyển chọn và đánh giá khả năng thích nghi của một số giống lúa thuần
chất lượng tốt ở một số tỉnh miền núi phía Bắc .............................................. 55


3.1.1. Một số đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các giống lúa thuần
chất lượng tốt trong năm 2014 ................................................................ 55
3.1.2. Tính ổn định và thích nghi của các yếu tố cấu thành năng suất tại
các địa điểm thí nghiệm .......................................................................... 57
3.1.2.1. Tính ổn định và thích nghi của số bông/m2 ........................... 57
3.1.2.2. Tính ổn định và thích nghi của số hạt chắc/bông .................. 59
3.1.2.3. Tính ổn định và thích nghi của khối lượng 1.000 hạt ............ 60
3.1.3. Đánh giá năng suất và tính ổn định, thích nghi của các giống lúa
thí nghiệm................................................................................................ 62
3.1.3.1.Đánh giá năng suất và tính ổn định, thích nghi của các giống
lúa thí nghiệm trong vụ Xuân năm 2014 ............................................ 63
3.1.3.2.Đánh giá năng suất và tính ổn định, thích nghi của các giống
lúa thí nghiệm trong vụ Mùa năm 2014 .............................................. 66

3.3.2.3. Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến chất lượng gạo
trong vụ Mùa ..................................................................................... 100
3.3.2.5. Hiệu quả kinh tế ở các công thức phân bón ......................... 105
3.4. Kết quả mô hình áp dụng các biện pháp kỹ thuật trên giống lúa PB53 . 109
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 111
1. Kết luận ..................................................................................................... 111
2. Đề nghị ...................................................................................................... 112
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN ..................................................................................................... 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 114


DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
2-AP

2-Acetyl-1-Pyrroline

bp

Base pair (Cặp base - đơn vị tính)

GC-MS- SIM Solid

Phase

Microextraction-Gas

Chromatography

Mass


Vụ Xuân

M

Vụ Mùa

PTNT

Phát triển nông thôn


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Sản lượng gạo của một số quốc gia trên Thế giới ............................ 7
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Việt Nam từ 2004 đến 2014
....................................................................................................................... 9
Bảng 2.1.Các giống lúa thuần chất lượng sử dụng trong thí nghiệm ............. 39
Bảng 2.3 Phân loại hạt gạo theo diện tích trắng bạc ....................................... 50
Bảng 2.4 Phân loại độ trắng bạc theo điểm trung bình ................................... 50
Bảng 2.5. Phân nhóm hàm lượng amylose ..................................................... 51
Bảng 3.1. Đặc điểm sinh trưởng của các giống lúa thuần chất lượng tốt ....... 56
Bảng 3.2. Tính ổn định và thích nghi của số bông/m2 trong vụ Xuân ............ 58
Bảng 3.3. Tính ổn định và thích nghi của số bông/m2 trong vụ Mùa ............. 58
Bảng 3.4. Tính ổn định và thích nghi của số hạt chắc/bông trong vụ Xuân ... 59
Bảng 3.5. Tính ổn định và thích nghi của số hạt chắc/bông trong vụ Mùa .... 60
Bảng 3.6. Tính ổn định và thích nghi của khối lượng 1.000 hạt trong ........... 61
vụ Xuân ........................................................................................................... 61
Bảng 3.7. Tính ổn định và thích nghi của khối lượng 1.000 hạt trong ........... 61
vụ Mùa............................................................................................................. 61
Bảng 3.8. Phương sai năng suất của các giống lúa thí nghiệm ....................... 62

Bảng 3.27. Ảnh hưởng của phân bón đến tình hình sâu, bệnh hại trong vụ
Xuân ............................................................................................................ 94
Bảng 3.28. Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến một số chỉ tiêu nông
học ............................................................................................................... 96
Bảng 3.29. Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến năng suất và yếu tố
cấu thành năng suất ..................................................................................... 98
Bảng 3.30. Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến chất lượng gạo xay
xát trong vụ Mùa ....................................................................................... 101
Bảng 3.31. Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến chất lượng dinh
dưỡng của gạo trong vụ Mùa .................................................................... 103
Bảng 3.32. Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến tình hình sâu, bệnh
hại trong vụ Mùa ....................................................................................... 104


Bảng 3.33. Hiệu quả kinh tế ở các công thức phân bón trong vụ Xuân ....... 106
Bảng 3.34. Hiệu quả kinh tế ở các công thức phân bón trong vụ Mùa......... 108
Bảng 3.35. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống lúa PB53
trong mô hình vụ Xuân năm 2016 ............................................................ 109
Bảng 3.36. Hiệu quả mô hình sản xuất PB53 theo quy trình khuyến cáo so với
các giống đối chứng tại các địa phương vụ Xuân 2016 ............................ 110


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cơ cấu loại gạo trên thị trường thế giới ............................................ 5
Hình 1.2. Tỷ lệ sản lượng gạo của một số quốc gia năm 2015 ......................... 8
Hình 3.1. Phân nhóm môi trường theo mức độ dung hợp về năng suất của 8
giống lúa trong vụ Xuân 2014..................................................................... 64
Hình 3.2. Giản đồ AMMI của 8 giống lúa ở 3 điểm thí nghiệm trong vụ Xuân
2014 ............................................................................................................. 65
Hình 3.3. Phân nhóm môi trường theo mức độ dung hợp về năng suất của 8



-1MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Với dân số hơn 90 triệu dân thì thị trường gạo nội địa là một thị trường
lớn. Mặc dù tiêu dùng gạo bình quân đầu người giảm nhưng người tiêu dùng
có xu hướng yêu cầu chất lượng gạo tăng lên đặc biệt là ở các thành thị. Do
vậy mà cơ cấu giống lúa có sự thay đổi đáng kể, tỷ lệ giống lúa chất lượng
cao ngày càng tăng, tỷ lệ giống lúa thuần có chất lượng gạo khá tăng từ 34%
lên 52% trong giai đoạn từ 2007 đến 2011 (Trung tâm Thông tin PTNNNT,
2016) [43].
Miền núi phía Bắc có nhiều giống lúa đặc sản nổi tiếng như Chiêm
Hương, Séng Cù, Nếp Tan,... đang dần bị thay thế bởi các giống lúa mới. Mặc
dù diện tích các giống lúa thuần chiếm gần 70% diện tích lúacủa vùng miền
núi phía Bắc, trong đó có giống Khang dân 18 được gieo trồng phổ biến với
diện tích 105 nghìn ha trên tổng diện tích lúa tẻ là 405 nghìn ha. Giống Khang
dân 18 có năng suất cao và ổn định nhưng chất lượng gạo thấp. Các giống
có chất lượng gạo tốt như Bắc Thơm 7 (khoảng 30 nghìn ha), Hương thơm số
1 (trên 18 nghìn ha) thì năng suất lại thấp,...(Viện cây lương thực và thực
phẩm, 2015) [47] Bên cạnh đó, các giống lúa đặc sản vẫn được gieo trồng,
nhưng các giống lúa này có rất nhiều nhược điểm như năng suất thấp, dài
ngày và đang bị thoái hóa dần.
Song song với việc trồng các giống có năng suất cao để đảm bảo an
ninh lương thực thì việc trồng các giống lúa chất lượng cao, thời gian sinh
trưởng ngắn là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu xã hội. Năng suất và chất
lượng lúa không chỉ do gen quy định mà còn chịu tác động nhiều bởi các biện
pháp kỹ thuật, trong đó yếu tố thời vụ và phân bón góp phần lớn quyết định
đến năng suất và chất lượng lúa. Theo Phạm Sỹ Tân (2008)[36], nguyên tố
đạm góp phần tăng 40-45% năng suất, lân góp phần tăng 20-30% năng suất,


4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Xác định được khả năng thích nghi của các giống lúa thuần chất lượng
tốt làm cơ sở cho phát triển giống lúa được tuyển chọn tại vùng nghiên cứu.
- Đánh giá được mối tương quan giữa các yếu tố phân bón với năng
suất làm cơ sở cho nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung giống lúa thuần
chất lượng tốt thích nghi với điều kiện sinh thái cho cơ cấu giống của vùng
núi phía Bắc Việt Nam, góp phần thúc đẩy sản xuất lúa hàng hóa cho vùng.
- Xây dựng được quy trình canh tác phù hợp để phát triển giống lúa thuần
chất lượng đáp ứng nhu cầu gạo chất lượng tại vùng núi phía Bắc Việt Nam.


-4CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

1.1. Nhu cầu gạo chất lượng trên thế giới và Việt Nam
Kết quả của việc tăng thu nhập và tự do hóa thị trường làm thay đổi rõ
rệt nhu cầu sử dụng gạo chất lượng thấp sang gạo chất lượng cao. Trong
những năm 1970, lúa chất lượng thấp chiếm 38% thị trường gạo thế giới, tỷ lệ
này giảm chỉ còn 23% trong năm 2006. Lượng gạo tiêu thụ bình quân đầu
người trên thế giới không tăng nhưng người tiêu dùng đổi sang sử dụng loại
gạo chất lượng tốt hơn. Xu hướng này thể hiện rõ rệt ở Nhật Bản cũng như
các nước đang phát triển nhanh như Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan,
Malaysia. Người tiêu dùng ngày càng có nhu cầu tăng với gạo chất lượng cao,
họ chỉ dùng gạo chất lượng thấp khi nguồn cung cấp gạo chất lượng cao
không đủ (Randall và cộng sự, 2009)[109].
Thị trường gạo thế giới đã phân loại thành sáu loại cơ bản: (1) Indica
chất lượng cao, hạt dài, loại gạo thô; (2) Indica chất lượng trung bình, hạt dài,
loại gạo xay xát; (3) Japonica hạt ngắn hay trung bình, loại gạo thô; (4) gạo

loại thành các nhóm, cụ thể: gạo nếp có hàm lượng amylose từ 0-5,0%; gạo
tẻ có hàm lượng amylose > 5% và chia thành các nhóm: rất thấp (5,1-12,0
%), thấp (12,1-20,0%), trung bình (20,1-25,0%) và cao (>25,0%)
(Chaudhary, 2003) [56]. Thị hiếu người tiêu dùng thường thích gạo có hàm
lượng amylose thấp đến trung bình, cơm có đặc điểm dẻo và mềm.
Nghiên cứu về thị trường gạo ở Việt Nam, theo tác giả Bùi Chí Bửu
(2005) [8] khi điều tra về chất lượng lúa ngoài sản xuất ở vùng Đồng bằng
sông Cửu Long cho thấy, giống có hạt gạo dài (7mm) chiếm tỷ lệ trên 80%
diện tích gieo trồng, giống có hàm lượng amylose trung bình chiếm trên


-660%, giống bạc bụng chiếm 16,69%. Đa số các giống đều có độ bền thể gel
ngắn hơn 60mm.
Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu tại Đồng bằng sông Hồng của
Nguyễn Trọng Khanh, Nguyễn Văn Hoan (2014) [20] cho thấy người tiêu
dùng ngày càng quan tâm tới chất lượng gạo, người có thu nhập càng cao
thì càng quan tâm tới nhiều tiêu chí hơn. Có tới 77% người tiêu dùng được
hỏi thích ăn cơm mềm, không dính; 33% người thích ăn cơm cứng, khô
(tập trung chủ yếu ở người có thu nhập thấp); đa số người được hỏi chưa
quan tâm nhiều đến hình dạng hạt gạo.
Theo báo cáo của Trung tâm Thông tin PTNNNT khi điều tra về yêu cầu
chất lượng gạo của người tiêu dùng tại thành phố Hà Nội và Hồ Chí Minh cho
thấy cả người tiêu dùng Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đều ưa thích các
loại gạo chất lượng cao, dù chủng loại khác nhau. Trong số 17 loại gạo được đề
xuất, trên địa bàn Hà Nội, loại gạo được ưa thích sử dụng nhất là gạo Bắc
Hương (chiếm 29,2% tổng số người được phỏng vấn trên địa bàn Hà Nội), theo
sau là gạo Tám Hải Hậu (18,8%), gạo Tám Điện Biên (14%), gạo Tam Thái
(11,8%), gạo Thái Lan (9,03%). Tuy nhiên, loại gạo được ưa chuộng sử dụng
trong thành phố Hồ Chí Minh lại khác hoàn toàn so với Hà Nội với gạo Tài
Nguyên (chiếm tỷ lệ cao nhất là 43,6%), tiếp theo là Lài Sữa (14,8%), gạo Đài


2015

Tổng của thế giới

467,671

472,768

478,438

478,185

473,498

Trung Quốc

140,700

143,000

142,530

144,560

145,500

Ấn Độ

105,310


34,600

Việt Nam

27,152

27,537

28,161

28,074

28,200

Thái Lan

20,460

20,200

20,460

18,750

16,400

Mianmar

11,473


8,000

Nhật Bản

7,812

7,923

7,937

7,842

7,900

Pakistan

6,200

5,800

6,700

6,900

6,900

53,900

55,170

Diện tích lúa cả năm của cả nước tăng lên từ 7.329,2 nghìn ha năm
2005 lên 7.834,9 nghìn ha năm 2015. Diện tích đất trồng lúa giảm đi, nhưng
do luân canh tăng vụ nên tổng diện tích lúa cả năm vẫn tăng.
Theo quyết định số 3367/QĐ-BNN-TT ngày 31/07/2014 về phê duyệt
quy hoạch chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên đất lúa giai đoạn 2014 – 2020,
nêu rõ chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên đất lúa nhằm mục tiêu vừa nâng cao
hiệu quả sử dụng đất, vừa duy trì quỹ đất trồng lúa, bảo đảm an ninh lương
thực quốc gia, tăng thu nhập cho người dân, góp phần bảo vệ môi trường và
thích ứng với biến đổi khí hậu. Việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng phải đảm
bảo nguyên tắc chuyển đổi nhưng không được làm mất các yếu tố phù hợp để
trồng lúa, khi cần thiết có thể quay lại trồng lúa mà không phải đầu tư lớn;
cây trồng chuyển đổi phải có thị trường tiêu thụ, có lợi thế cạnh tranh và hiệu
quả kinh tế cao hơn trồng lúa.
Nhờ áp dụng các giống mới và các tiến bộ kỹ thuật mà năng suất lúa
tăng lên rõ rệt đạt 57,7 tạ/ha vào năm 2015, tăng gần 10 tạ/ha trong vòng 10


-9năm từ 2005 đến 2015. Do diện tích và năng suất đềutăng mà sản lượng lúa cả
nước tăng lên đạt mức 45.215,6 nghìn tấn.
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Việt Nam từ 2004 đến 2015
Năm

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(nghìn ha)


7.400,2

52,3

38.729,8

2009

7.437,2

52,4

38.950,2

2010

7.489,4

53,4

40.005,6

2011

7.655,4

55,4

42.398,5


45.215,6

(Nguồn: Niên giám thống kê Việt Nam, 2015)[44]
1.2.2. Sản xuất lúa chất lượng tốt trên thế giới và Việt Nam
1.2.2.1. Sản xuất lúa chất lượng tốt trên thế giới
Gạo thơm: Có một số giống lúa thơm nổi tiếng ở các nước như Ấn Độ,
Pakistan, Thái Lan, Bangladesh, Nepal, Iran, Afghanistan, Myanmar là những
giống được đánh giá cao và bán giá cao trên thị trường trong nước và xuất
khẩu (Chaudhary, 2003) [56].


-10Điều kiện canh tác tốt nhất cho lúa thơm Jasmine là ở Đông Bắc Thái
Lan, trong khi đó lúa Basmati có truyền thống được trồng ở phía Bắc và phía
Tây Bắc của Ấn Độ trong nhiều thế kỷ. Giống lúa Basmati chiếm 61,6% diện
tích trồng lúa và 50,3% sản lượng lúa ở Pakistan vào năm 2007. Năng suất lúa
Basmati trồng ở Ấn Độ thấp hơn ở Pakistan, tuy nhiên người nông dân vẫn có
lãi khi trồng giống này (Georges Giraud, 2013) [66].
Giống lúa thơm Dubraj phổ biến nhất tại thị trường Chattisgarh của Ấn
Độ, với các thương hiệu nổi tiếng ''Niềm tự hào của Chattisgarh'' và
''Chattisgarh Ka Basmati''. Đây là giống cảm quang, dài ngày (thời gian sinh
trưởng khoảng 150 ngày), cao cây, chất lượng ngon và gạo có mùi thơm.
Trước năm 1970 diện tích gieo trồng giống Dubraj khoảng 10% diện tích
trồng lúa của Madhya Pradesh, nhưng hiện nay bị suy giảm do việc mở rộng
diện tích các giống có năng suất cao (Patnaik và cộng sự, 2015) [108].
Ở Trung Quốc từ năm 1985 đến 1997 có tổng số 61 giống lúa thơm cải
tiến đã được giới thiệu cho người nông dân, trong đó 47,5% là Indica và
52,5% Japonica. Ngoài ra còn có giống có mùi thơm đặc biệt, không giống
như Basmati hay gạo Jasmine, phục vụ nhu cầu của ngành công nghiệp chế
biến các sản phẩm đặc biệt như sô cô la thơm (Chaudhary, 2003) [56].
Bên cạnh các giống lúa chất lượng thuộc loài phụ Indica thì hiện nay

rơi,… ở miền Nam.Tuy nhiên một số giống lúa địa phương thường có nhược
điểm là thời gian sinh trưởng dài, mẫn cảm với một số loại sâu, bệnh hại
chính, năng suất thấp; một số giống lúa cải tiến chất lượng có năng suất cao
hơn nhưng cũng mẫn cảm với một số loại sâu bệnh. Kết quả nghiên cứu của
Nguyễn Trọng Khanh, Nguyễn Văn Hoan (2014) [20], cũng chỉ rõ để chọn
giống lúa chất lượng tốt phù hợp với vùng Đồng bằng sông Hồng, ngoài các
tiêu chí đặc thù liên quan tới chất lượng gạo, nhà chọn giống cần có định
hướng lai và chọn lọc theo các tiêu chí về thời gian sinh trưởng, năng suất,
khả năng chống chịu sâu bệnh hại, chống đổ.