Luận văn Thạc sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu đánh giá sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống lúa địa phương tại tỉnh Quảng Bình

Chia sẻ: Xedapbietbay Xedapbietbay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:102

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của đề tài là đánh giá được khả năng sinh trưởng, phát triển, tình hình sâu bệnh hại, năng suất và phẩm chất, chất lượng gạo của một số giống lúa địa phương tại tỉnh Quảng Bình. Xác định được 1 - 2 giống lúa địa phương có triển vọng, năng suất phù hợp, phẩm chất tốt thích hợp với điều kiện canh tác của tỉnh Quảng Bình.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu đánh giá sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống lúa địa phương tại tỉnh Quảng Bình

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ THỊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA ĐỊA PHƯƠNG TẠI TỈNH QUẢNG BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Khoa học cây trồng HUẾ - 2018
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ THỊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA ĐỊA PHƯƠNG TẠI TỈNH QUẢNG BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 86.20.110 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN TIẾN LONG HUẾ - 2018
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Nếu có gì sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Huế, ngày 28 tháng 09 năm 2018 Tác giả luận văn Lê Thị Thanh Tâm
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi luôn nhận được sự giúp nhiệt tình về nhiều mặt của các thầy cô giáo, lãnh đạo của đơn vị công tác, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng tới TS. Nguyễn Tiến Long, là thầy giáo hướng dẫn khoa học luôn tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu để đi đến hoàn thành luận văn này; Tôi xin chân thành cảm ơn Ban đào tạo, Đại học Huế; Lãnh đạo Trường Đại học Nông Lâm Huế, Phòng Đào tạo cùng các thầy, cô giáo trường Đại học Nông Lâm Huế, Khoa Nông học đã nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu; Tôi cũng xin bày tỏ lời cảm ơn đến lãnh đạo và đồng nghiệp thuộc Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Bình và bạn bè đã luôn giúp đỡ, động viên và đóng góp nhiều ý kiến quý báu để tôi thực hiện hoàn thành đề tài nghiên cứu luận văn; Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình của tôi đã động viên, hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành khóa học. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian, trình độ chuyên môn và kiến thức thực tế nên không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong thầy cô giáo cùng các bạn đóng góp nhiều ý kiến quý báu để luận văn được hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn! Huế, ngày 28 tháng 09 năm 2018 Học viên Lê Thị Thanh Tâm
iii TÓM TẮT Đề tài được tiến hành để nghiên cứu đánh giá sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống lúa địa phương tại tỉnh Quảng Bình nhằm chọn ra được 1 - 2 giống lúa địa phương, chất lượng cao và có thời gian sinh trưởng phù hợp, có khả năng chống chịu sâu bệnh, năng suất phù hợp, thích ứng với điều kiện khí hậu, đất đai của địa phương để ứng dụng vào sản xuất lúa góp phần chuyển dịch cơ cấu cây trồng hiệu quả trên địa bàn tỉnh. Nghiên cứu sử dụng 6 giống lúa địa phương (A Ri, A Ham, A Suôm, Kay Nọi, Tre, Đầu Đỏ) trong vụ Đông Xuân 2017 - 2018 trên chân đất thiếu nước tại huyện Quảng Ninh tỉnh Quảng Bình. Trong đó giống A Ri trồng phổ biến ở địa phương được sử dụng làm đối chứng. Thí nghiệm được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD), 6 công thức, 3 lần nhắc lại, diện tích mỗi ô thí nghiệm là 20 m2. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Các giống lúa có tổng thời gian sinh trưởng từ 108 -124 ngày, thuộc nhóm ngắn ngày. Chiều cao cây của các giống dao động từ 90,48 - 113,51 cm. Số lá/cây dao động từ 11,20 - 12,40 lá. Màu sắc lá từ xanh nhạt đến xanh đậm, lá thẳng đến cong đầu. Dạng thân từ xòe trung bình đến mọc tập trung. Độ thuần đồng ruộng tốt (điểm 1-3), thoát cổ bông hoàn toàn (điểm 1 - 5) và có độ tàn lá chậm đến trung bình. Đây là những đặc điểm tốt cho đầu tư thâm canh. Năng suất thực thu dao động từ 24,99 - 33,32 tạ/ha. Các giống có năng suất cao hơn giống đối chứng gồm Kay Nọi (33,32 tạ/ha), Tre (31,90 tạ/ha) và A Ham (27,95 tạ/ha), đều có khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đỗ ngã (ngoại trừ giống Kay Nọi). Các giống có hình dạng hạt gạo từ bán thon đến thon dài, phẩm chất gạo trung bình, hàm lượng amylose từ rất thấp đến trung bình, hàm lượng protein rất cao, chất lượng cơm tương đối phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng.
iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii MỤC LỤC .................................................................................................................. iv DANH MỤC VIẾT TẮT ............................................................................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ vii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, HÌNH VẼ .................................................................viii MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................ 1 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................................... 3 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ........................................ 3 3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................. 3 3.2.Ý nghĩa thực tiễn.................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................... 4 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................... 4 1.1.1. Giới thiệu chung về cây lúa ................................................................................ 4 1.1.2. Những căn cứ để xây dựng đề tài ....................................................................... 8 1.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 9 1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam ............................................... 9 1.2.2. Tình hình sản xuất lúa tại tỉnh Quảng Bình ...................................................... 15 1.2.3. Tình hình sử dụng giống lúa tại tỉnh Quảng Bình ............................................. 19 1.2.4. Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống lúa trên thế giới ................................. 19 1.2.5. Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống lúa ở Việt Nam .................................. 24 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......... 30 2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................... 30 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................... 30 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 30
v 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................... 30 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................... 31 2.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm ......................................................................... 31 2.3.2. Quy trình kỹ thuật áp dụng ............................................................................... 31 2.3.3. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp đánh giá ............................................ 32 2.3.4. Phương pháp phân tích số liệu.......................................................................... 42 2.4. ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU THỜI TIẾT TẠI QUẢNG BÌNH................................... 42 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 44 3.1. KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CỦA CÁC GIỐNG LÚA THÍ NGHIỆM ......................................................... 44 3.1.1. Thời gian sinh trưởng, phát triển qua các giai đoạn của các giống lúa thí nghiệm .... 44 3.1.2. Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm ............................................. 46 3.1.3. Một số đặc trưng hình thái của các giống thí nghiệm ........................................ 49 3.2. TÌNH HÌNH SÂU BỆNH HẠI TRÊN CÁC GIỐNG LÚA THÍ NGHIỆM ......... 53 3.3. CÁC YẾU TỐ CẤU THÀNH NĂNG SUẤT VÀ NĂNG SUẤT CỦA CÁC GIỐNG LÚA THÍ NGHIỆM ..................................................................................... 54 3.3.1. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm ........................... 54 3.3.2. Năng suất của các giống lúa thí nghiệm ........................................................... 57 3.4. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CƠM GẠO CỦA CÁC GIỐNG LÚA THÍ NGHIỆM .................................................................................................. 58 3.4.1. Chất lượng xay xát gạo của các giống lúa thí nghiệm ....................................... 58 3.4.2. Chất lượng thương phẩm của các giống lúa thí nghiệm .................................... 60 3.4.3. Chất lượng cảm quan cơm của các giống lúa thí nghiệm .................................. 62 3.4.4. Một số chỉ tiêu về chất lượng dinh dưỡng ........................................................ 63 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................................ 65 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 65 ĐỀ NGHỊ .................................................................................................................. 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 67 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 72
vi DANH MỤC VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa của từ D/R Dài/Rộng Đ/C Đối chứng CS Cộng sự ĐN Đẻ nhánh Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế IRRI (The International Rice Research Institute) KHCN Khoa học công nghệ NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn P1000 hạt Khối lượng 1000 hạt QCVN Quy chuẩn Việt Nam TB Trung bình
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa trên thế giới từ năm 1961 - 2016 ...... 10 Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa tại Việt Nam từ năm 2008 đến 2017 ....................... 12 Bảng 1.3. Tình hình sản xuất lúa của Quảng Bình năm 2010-2016 ............................ 16 Bảng 1.4. Kế hoạch sản xuất lúa năm 2017 của các huyện ......................................... 17 Bảng 1.5. Diện tích, năng suất, sản lượng lúa của tỉnh Quảng Bình năm 2017 ........... 17 Bảng 1.6. Kế hoạch sản xuất lúa bản địa năm 2017 của các huyện ............................. 18 Bảng 2.1. Danh sách và nguồn gốc các giống giống lúa tham gia thí nghiệm ............. 30 Bảng 2.2. Thời tiết, khí hậu trong vụ Đông Xuân 2017 - 2018 tại tỉnh Quảng Bình ... 42 Bảng 3.1. Thời gian sinh trưởng, phát triển qua các giai đoạn của các giống lúa thí nghiệm ....................................................................................................................... 44 Bảng 3.2. Động thái đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm ...................................... 47 Bảng 3.3: Khả năng đẻ nhánh và tỉ lệ nhánh hữu hiệu của các giống lúa thí nghiệm .. 48 Bảng 3.4. Một số đặc trưng hình thái của các giống lúa thí nghiệm ............................ 51 Bảng 3.5. Tình hình sâu hại trên các giống lúa thí nghiệm ......................................... 54 Bảng 3.6. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm ..................... 55 Bảng 3.7. Năng suất của các giống lúa thí nghiệm ..................................................... 57 Bảng 3.8. Chất lượng xay xát của các giống thí nghiệm ............................................. 59 Bảng 3.9. Chất lượng thương phẩm của các giống thí nghiệm.................................... 60 Bảng 3.10. Các chỉ tiêu chất lượng cảm quan cơm của các giống thí nghiệm ............. 62 Bảng 3.11. Chất lượng dinh dưỡng của các giống thí nghiệm .................................... 63
viii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1.1. Sự phân bố lúa trồng trên thế giới Hakim MA và cs (2013) ......................... 5 Biểu đồ 1.1. Tình hình xuất khẩu gạo của Việt Nam giai đoạn 2008-2015 ................. 13 Biểu đồ 3.1: Động thái đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm ................................... 47 Biểu đồ 3.2: Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các giống lúa thí nghiệm .............................................................................................................. 57
1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực quan trọng, là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người, bình quân 180 - 200 kg gạo/người/năm tại các nước châu Á, khoảng 10 kg/người/năm tại các nước châu Mỹ. Trên thế giới, cây lúa được 250 triệu nông dân trồng, là lương thực chính của 1,3 tỉ người nghèo trên thế giới, sinh kế chủ yếu của nông dân [43]. Theo thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO) thì diện tích trồng lúa trên thế giới không ngừng tăng lên. Năm 2014 tổng diện tích lúa trên thế giới 162,72 triệu ha, sản lượng đạt 741,5 triệu tấn, năng suất bình quân 45,6 tạ/ha. Sản lượng gạo đạt khoảng 490 triệu tấn, góp phần nuôi sống khoảng 3,5 tỉ người trên toàn thế giới [64]. Ở Việt Nam, với dân số trên 90 triệu dân với khoảng 60% dân số sống bằng nghề nông và có nền văn minh lúa nước từ lâu đời. Trong đó, trên 80% dân số sống nhờ vào cây lúa và 100% người dân sử dụng lúa gạo làm lương thực chính cung cấp năng lượng và nguồn dinh dưỡng quan trọng trong đời sống hằng ngày. Năm 2015, diện tích đất trồng lúa ở Việt Nam là 7,82 triệu ha, tổng sản lượng lúa đạt 45,2 triệu tấn, năng suất bình quân đạt 57,7 tạ/ha [39]. Tốc độ tăng năng suất lúa gạo Việt Nam (1975-2014) vượt 1,7 lần so với tốc độ tăng năng suất lúa gạo bình quân chung của toàn thế giới [2]. Vì vậy cây lúa có một vai trò quan trọng đối với đời sống nhân dân và vấn đề an ninh lương thực quốc gia. Tuy nhiên ngành sản xuất lúa gạo của Việt Nam còn gặp nhiều khó khăn đặc biệt là trong việc tìm kiếm bạn hàng. Năm 2016, xuất khẩu gạo của Việt Nam bị sụt giảm, chỉ đạt mức gần 4,9 triệu tấn, trị giá đạt gần 2,2 tỷ USD, giảm tới gần 26,5% về số lượng và giảm 22,4% về trị giá so với năm 2015. Giá xuất khẩu gạo Việt Nam thấp hơn của Thái Lan khoảng 5 - 10 USD/tấn. Trong cơ cấu gạo xuất khẩu, gạo cao cấp chiếm 21,6%; gạo cấp trung bình chiếm 13,4%; gạo cấp thấp chiếm 7,2%; gạo thơm các loại chiếm 28,5%; gạo Japonica chiếm 3,2%; gạo nếp chiếm 20,8%; gạo tấm chiếm 3,58%; gạo đồ chiếm 0,8% [1]. Qua đó cho thấy chất lượng gạo Việt Nam chưa cao, các giống lúa thơm, lúa đặc sản được sản xuất, xuất khẩu còn rất hạn chế. Quảng Bình là một tỉnh duyên hải thuộc vùng Bắc Trung Bộ Việt Nam với 85% tổng diện tích tự nhiên là đồi núi, có 6 huyện và 2 thành phố, thị xã, 75% dân số sản xuất nông nghiệp chủ yếu là sản xuất lúa. Năm 2016, tỉnh Quảng Bình có tỷ trọng sản xuất nông nghiệp chiếm 22,9% trong cơ cấu các ngành kinh tế. Trong đó, lúa là cây trồng chủ đạo với tổng diện tích lúa cả năm là 54.810,6 ha, sản lượng đạt 280.638 tấn, chiếm 91,8% tổng sản lượng lương thực (305.635 tấn) [61].
2 Tỉnh Quảng Bình có điều kiện khí hậu gió mùa, thời tiết khắc nghiệt, thường xuyên xảy ra gió bão, gió phơn Tây Nam (gió Lào), lũ lụt, hạn hán, mưa rét làm ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lúa nói riêng. Quảng Bình chỉ sản xuất được hai vụ lúa trong năm, cơ cấu bộ giống chủ yếu là lúa thuần chiếm 95%, lúa lai 5% diện tích. Bộ giống lúa thuần gồm giống lúa ngắn ngày, trung và dài ngày. Giống lúa ngắn ngày sản xuất cho cả hai vụ Đông xuân và Hè thu gồm các giống PC6, HT1, IR50404, KD18, DV108, có thời gian sinh trưởng từ 85 đến dưới 100 ngày. Giống lúa trung và dài ngày sản xuất trong vụ Đông xuân chủ yếu là các giống Xi23, X21, NX30, P6, IR353-66, có thời gian sinh trưởng từ 135 - 150 ngày [61]. Bên cạnh đó, áp lực gia tăng dân số và nghèo đói; biến đổi khí hậu toàn cầu ngày càng nghiêm trọng: tình trạng nắng nóng, khô hạn kéo dài, bão lụt…; quá trình đô thị hoá ngày càng nhanh; việc tăng mạnh sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu hoá học và tác động của nền kinh tế thị trường đã khiến nền nông nghiệp giảm đáng kể diện tích sản xuất lúa, đòi hỏi sản xuất nông nghiệp phải có các chuyển biến tích cực theo hướng sản xuất hàng hóa, nâng cao giá trị trên đơn vị diện tích, trong đó chủ yếu tập trung vào số lượng. Điều này dẫn đến nguy cơ cao xói mòn nguồn gen nhiều giống lúa quí của Việt Nam có giá trị rất cao trong việc lai tạo giống lúa thơm thương mại. Hiện nay có trên 95% các giống lúa mùa địa phương đã bị tiệt chủng và mất đi vĩnh viển như các giống lúa mùa chịu ngập và các giống lúa nổi ở Việt Nam [7], [11]. Trước những sức ép trên, các quốc gia, các tổ chức đã tăng cường đầu tư, nghiên cứu, lai tạo các giống mới và xây dựng các biện pháp canh tác phù hợp, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đảm bảo an ninh lương thực. Trong đó, việc nghiên cứu các giống lúa thích nghi với điều kiện biến đổi khí hậu như: giống chịu hạn, chịu mặn, chống chịu sâu bệnh là một hướng đi mới và phù hợp với thực tiễn sản xuất của ngành chọn tạo giống cây trồng. Chú trọng phát hiện, bảo tồn và phát triển các giống lúa bản địa có giá trị dinh dưỡng cao, phẩm chất tốt, chịu hạn là một yêu cầu cấp thiết của các nhà chọn giống nhằm lưu giữ, bảo tồn nguồn gen quí, bảo tồn đa dạng sinh học, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Đặc biệt trong thời gian tới, những dự báo về biến đổi khí hậu, nguồn nước tưới trong nông nghiệp sẽ giảm đi, diện tích đất cạn hoặc thiếu nước có thể tăng lên. Do vậy, việc nghiên cứu và phát triển các giống lúa cho vùng khô hạn, thiếu nước là hết sức quan trọng, góp phần đảm bảo an ninh lương thực và xoá đói giảm nghèo cho người nông dân ở những vùng có điều kiện khó khăn. Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu đánh giá sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống lúa địa phương tại tỉnh Quảng Bình”.
3 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Đánh giá được khả năng sinh trưởng, phát triển, tình hình sâu bệnh hại, năng suất và phẩm chất, chất lượng gạo của một số giống lúa địa phương tại tỉnh Quảng Bình. - Xác định được 1 - 2 giống lúa địa phương có triển vọng, năng suất phù hợp, phẩm chất tốt thích hợp với điều kiện canh tác của tỉnh Quảng Bình. 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp thêm thông tin cho các nhà chọn tạo giống có hướng nghiên cứu chọn tạo để khắc phục những nhược điểm và nâng cao những ưu điểm của giống cần chọn tạo theo hướng thích hợp với nhu cầu thị trường và điều kiện sản xuất của tỉnh. Đồng thời, kết quả nghiên cứu là nguồn tài liệu tham khảo cho các công tác nghiên cứu khoa học, giảng dạy, chọn tạo giống lúa đặc sản địa phương tại Quảng Bình. 3.2.Ý nghĩa thực tiễn Chọn được 1 - 2 giống lúa địa phương có năng suất phù hợp, phẩm chất tốt mang lại hiệu quả kinh tế, thích nghi với điều kiện thời tiết của tỉnh Quảng Bình. Từ đó bổ sung vào cơ cấu giống của tỉnh.
4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.1. Giới thiệu chung về cây lúa 1.1.1.1. Nguồn gốc cây lúa Lúa thuộc chi Oryza sativa, là một trong những cây trồng có lịch sử lâu đời nhất có từ 130 triệu năm trước, tồn tại như một loại cỏ dại trên đất Gondwana ở siêu lục địa, sau này vỡ thành Châu Á, Châu Mỹ, Châu Úc và Châu Nam Cực. Lúa được thuần hóa rất sớm khoảng 10.000 năm trước công nguyên (Khush. G. S., 2000) [55]. Các nhà khoa học như Haudricourt & Hedin (1944), Werth (1954), Wissmann (1957), Sauer (1952), Barrau (1965, 1974), Soldheim (1969), Gorman (1970)... đã lập luận vững chắc và đưa ra những giả thuyết cho rằng vùng Đông Nam Á là nơi khai sinh nền nông nghiệp đa dạng rất sớm của thế giới. Cây lúa có nguồn gốc từ Trung Quốc, một nhóm các nhà nghiên cứu về gen đã đưa ra kết luận như vậy trong một nghiên cứu lịch sử tiến hóa hàng nghìn năm bằng cách chạy lặp lại chuỗi thứ tự gen ở quy mô rộng. Những phát hiện của họ đăng trên Kỷ yếu Học viện Khoa học Quốc gia (PNAS) số gần đây nhất cho thấy rằng việc thuần hóa cây lúa có thể đã xuất hiện vào thời điểm cách ngày nay 9.000 năm ở lưu vực sông Dương Tử (còn gọi là sông Trường Giang). Những nghiên cứu trước đây giả định việc thuần hóa cây lúa có nguồn gốc là Ấn Độ và Trung Quốc [24]. Theo Chang (1976) nhà di truyền học cây lúa của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI), đã tổng kết nhiều tài liệu khác nhau và cho rằng việc thuần hóa loài lúa trồng có thể được tiến hành một cách độc lập cùng một lúc ở nhiều nơi, dọc theo vành đai trải dài từ đồng bằng sông Ganges dưới chân phía tây của dãy Himalayas - Ấn Độ ngang qua Bắc Miến Điện, Bắc Thái Lan, Lào và Việt Nam, đến Tây Nam và Nam Trung Quốc [48]. Cây lúa cũng được trồng từ hàng ngàn năm trước đây ở Việt Nam và nơi đây cũng được coi là biểu tượng của nền văn minh 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 [15]. Khảo sát về nguồn gen cây lúa ở vùng Tây Bắc, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Đồng Bằng Sông Cửu Long, đã phát hiện ra 5 loại lúa dại, đó là O. granulata, O. nivara, O. officilalis, O. rufipogon, O. ridleyi [21]. Như vậy, tuy có các quan điểm khác nhau về nguồn gốc xuất xứ nhưng những ý kiến trên đều cho rằng nó có xuất xứ từ khu vực nóng ẩm phù hợp với điều kiện trồng lúa nhiệt đới hiện nay.
5 1.1.1.2. Phân loại cây lúa Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) trước đây đã nghiên cứu và xếp lúa trồng ở châu Á (Oryza sativa) thuộc họ hòa thảo (graminae), có bộ nhiễm sắc thể 2n = 24. Theo Trần Văn Đạt (2005) [37], Kato là người đầu tiên xây dựng các luận cứ khoa học về phân loại dưới loài của lúa trồng châu Á dựa trên các đặc điểm hình thái. Tùy theo các đặc điểm và tiêu chí khác nhau mà các nhà khoa học phân loại cây lúa theo các quan điểm khác nhau, phân loại cây lúa nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng nguồn gen để phục vụ cho mục tiêu chọn tạo giống cây trồng: - Roshevits R.U (1931) chia chi Oryzae ra làm 19 loài - Chaherjee (1948) chia làm 23 loài - Richharia R. (1960) chia làm 18 loài - Năm 1963, Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI chia Oryzae làm 19 loài. Nhiều tư liệu đưa ra cơ sở tiến hóa của các loài lúa trồng hiện nay, tuy nhiên theo Khush (1997) [53], sự tiến hóa của hai loại lúa trồng phổ biến hiện nay trên thế giới được thể hiện trong sơ đồ như sau: Hình 1.1. Sự phân bố lúa trồng trên thế giới Hakim MA và cs (2013) [51]
6 * Phân loại theo mối quan hệ giữa kiểu gen và kiểu hình của lúa Theo cách phân loại này (Khush, 1990) [54], người ta phân lúa thành sáu nhóm sau: + Nhóm 1: Lúa Indica điển hình, có ở các nước trên thế giới. + Nhóm 2: Gồm các loại ngắn ngày, chịu hạn lúa vùng cao phân bố ở tiểu lục địa Ấn Độ. + Nhóm 3 và 4: Gồm các loài lúa ngập nước của Ấn Độ và Bangladesh. + Nhóm 5: Gồm các loại lúa thơm có ở tiểu lục địa Ấn Độ như Basmati 370. + Nhóm 6: Bao gồm các loài Japonica và Javanica điển hình. * Phân loại theo nguồn gốc hình thành: (1) Nhóm quần thể địa phương (2) Nhóm quần thể lai tạo (3) Nhóm quần thể đột biến (4) Nhóm quần thể tạo ra bằng công nghệ sinh học (5) Nhóm các dòng bất dục đực * Phân loại theo sinh thái địa lý: Dựa trên cơ sở kiểu gen và môi trường là một khối thống nhất, các vùng sinh thái địa lý khác nhau với sự tác động của con người tới cây lúa khác nhau thì có các nhóm sinh thái địa lý chứa kiểu gen khác nhau. Theo Liakhovkin A.G (1992) cây lúa trồng có 8 nhóm sinh thái địa lý gồm: (1) Nhóm Đông Á: Bao gồm Triều Tiên, Nhật Bản và Bắc Trung Quốc. Đặc trưng của nhóm sinh thái địa lý này là chịu lạnh tốt và hạt khó rụng. (2) Nhóm Nam Á: Từ Pakistan sang vùng bờ biển phía Nam Trung Quốc đến Bắc Việt Nam. Đặc điểm nổi bật của nhóm sinh thái địa lý này là kém chịu lạnh, phần lớn có hạt dài và nhỏ. (3) Nhóm Philipin: Nhóm lúa điển hình nhiệt đới không chịu lạnh. Toàn bộ vùng Đông Nam Á, miền nam Việt Nam nằm trong nhóm này. (4) Nhóm Trung Á: Bao gồm toàn bộ các nước Trung Á. Đây là nhóm lúa hạt to, khối lượng 1000 hạt đạt trên 32 gam, chịu lạnh và chịu nóng. (5) Nhóm Iran: Bao gồm toàn bộ các nước Trung Đông xung quanh Iran, đây là nhóm sinh thái địa lý với các loại hình chịu lạnh điển hình, hạt to, đục và gạo dẻo. (6) Nhóm Châu Âu: Bao gồm các nước trồng lúa ở Châu Âu như Nga, Italia, Tây Ban Nha, Nam Tư, Bungari,… Đây là nhóm sinh thái địa lý với các loại hình Japonica chịu lạnh, hạt to, cơm dẻo nhưng chịu nóng kém.
7 (7) Nhóm Châu Phi: Nhóm lúa trồng thuộc loại Oryza Glaberrima. (8) Nhóm Châu Mỹ La Tinh: Gồm các nước Trung Mỹ và Nam Mỹ. Nhóm sinh thái này bao gồm các giống lúa cây cao, hạt lúa to, gạo trong và dài, chịu ngập và có khả năng chống đổ ngã tốt [10]. * Phân loại theo thời gian sinh trưởng: Dựa vào thời gian sinh trưởng, các nhà khoa học đã phân ra các nhóm giống: - Giống lúa cực ngắn có thời gian sinh trưởng: ≤ 95 ngày. - Giống lúa rất ngắn ngày có thời gian sinh trưởng: 96 - 110 ngày. - Giống lúa ngắn ngày có thời gian sinh trưởng: 111 - 125 ngày. - Giống lúa trung ngày có thời gian sinh trưởng: 126 - 140 ngày. - Giống lúa dài ngày có thời gian sinh trưởng: trên 140 ngày. * Phân loại theo quan điểm canh tác học: Quan điểm canh tác học chia lúa trồng O.sativa thành 4 loại hình thích ứng có điều kiện canh tác khác nhau (Trần văn Thủy, 1998) [40]. - Lúa cạn: Lúa được trồng trên đất cao, không có khả năng giữ nước cây lúa nhờ hoàn toàn vào nước trời trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển của nó. - Lúa có tưới: lúa được trồng những cánh đồng, có công trình thủy lợi, chủ động về nước trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển của nó. - Lúa nước sâu: Lúa được trồng trên những cánh đồng thấp, không có khả năng rút nước sau mưa hoặc lũ. Tuy nhiên, nước không ngập qua 10 ngày và mức nước không cao quá 50cm. - Lúa nổi: Lúa được gieo trồng trước mùa mưa. Khi mưa lớn, cây lúa đã đẻ nhánh; khi nước dâng cao lúa vươn lên khỏi mặt nước khoảng 10 cm/ngày để ngoi theo [21]. Lúa trồng hiện nay chủ yếu là Oryza sativa, đây là loại lúa được trồng ở điều kiện ruộng nước, trong quá trình sống và phát triển chịu sự tác động của chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo mà hình thành nên nhiều loài lúa phù hợp với điều kiện sinh thái như: lúa nước, lúa nương, lúa nổi...[6]. Tuy nhiên, gần đây, với nghiên cứu bằng isozyme loci, người ta có thể phân biệt Oryza sativa làm 6 nhóm rõ ràng hơn: Nhóm I (Indica), II, III, IV, V và VI (Japonica). Nhưng các nhóm II và III gần giống với nhóm I (Indica) và nhóm IV và V gần giống nhóm VI (Japonica). Đa số các giống lúa thơm như Basmati 370, Khaodawkmali 105 và lúa rẫy thiên về nhóm VI [44].
8 Tại Việt Nam có tồn tại cả 4 nhóm lúa với các đặc trưng nêu trên, nhưng chủ yếu là nhóm lúa nước có tưới, còn 3 nhóm còn lại ngày một giảm đi. Nhóm lúa cạn tồn tại nhiều ở vùng núi và Trung du Bắc Bộ, Tây Nguyên. Lúa có tưới được canh tác chủ yếu ở vùng đồng bằng Sông Hồng, đồng bằng Sông Cửu Long và đồng bằng ven biển Miền Trung. Lúa nước sâu được trồng chủ yếu ở các vùng úng ngập, trũng đồng bằng Bắc Bộ, các thung lũng khó thoát nước thuộc vùng trung du miền núi phía Bắc và tồn tại rất ít ở vùng Đồng Tháp Mười. Theo điều kiện sinh thái và vĩ độ địa lý chia thành: Lúa tiên và lúa cánh. Theo thời vụ gieo cấy trong năm và thời gian sinh trưởng: Lúa chiêm và lúa mùa. Theo chất lượng và hình dạng hạt: Lúa tẻ và lúa nếp, lúa hạt tròn và lúa hạt dài [10]. Ngoài 4 nhóm lúa trên ở Việt Nam còn có một số nhóm lúa thích nghi với các tiểu vùng sinh thái chuyên biệt khác nhau như: Giống lúa chịu mặn, các giống lúa này được trồng tại các vùng duyên hải Bắc, Nam Trung Bộ. Tuy nhiên sự phân loại nêu trên chỉ có tính tương đối, vì nếu bị ảnh hưởng của nhiệt độ, một số giống lúa sớm có thể trở thành lỡ hoặc muộn. Các giống lúa trồng ở miền Nam có thời gian sinh trưởng ngắn nhưng khi gieo trồng trong vụ Đông Xuân ở miền Bắc thì có thời gian sinh trưởng dài. Cùng một giống, nhưng gieo vào thời vụ khác nhau cũng có thời gian sinh trưởng khác nhau. Ngoài ra, những giống cảm quang mạnh khi gieo trồng vào bất cứ thời gian nào trong năm cũng chỉ trổ bông vào lúc ngày ngắn. 1.1.2. Những căn cứ để xây dựng đề tài - Đảm bảo được mục tiêu về an ninh lương thực vẫn được coi là lợi ích sống còn của mỗi quốc gia. Đặc biệt, nước ta có tới gần 70% dân số sống bằng nghề nông nghiệp thì càng cần đảm bảo an ninh lương thực quốc gia trong mọi tình huống, từng bước cải thiện chất lượng bữa ăn. - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT), các Viện nghiên cứu nông nghiệp trung ương, các Viện nghiên cứu vùng, các Sở NN&PTNT các tỉnh, các Trung tâm giống trực thuộc các Sở NN&PTNT, đã rất quan tâm đến công tác phục tráng giống đặc sản, giống nhập nội và chọn tạo các giống lúa chất lượng cao phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. - Căn cứ vào những tiến bộ khoa học công nghệ (KHCN) để phát triển nông nghiệp hàng hoá đa dạng, đáp ứng nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của người tiêu dùng. Vì vậy cần bố trí những vùng trồng lúa chất lượng chuyên canh của cả nước. - Việc hội nhập kinh tế quốc tế và tham gia vào các hiệp định thương mại tự do đem lại nhiều cơ hội nhưng cũng có không ít thách thức đối với ngành gạo Việt Nam, do đó cần những giải pháp căn cơ để phát triển bền vững ngành hàng này. Trong đó,
9 chú trọng đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng tiến bộ kỹ thuật về giống, kỹ thuật canh tác tiên tiến và cơ giới hóa trong sản xuất. Tập trung nghiên cứu chọn tạo và phát triển các giống lúa chất lượng cao, lúa thơm có giá trị và khả năng cạnh tranh cao, chống chịu tốt với sâu bệnh, điều kiện bất thuận (mặn, hạn, úng). Quan tâm phục tráng giống và phục hồi sản xuất các giống lúa địa phương, lúa đặc sản để đáp ứng phân khúc thị trường có nhu cầu đặc biệt. - Căn cứ Quyết định số 933/QĐ-UBND ngày 25/4/2011 của UBND tỉnh Quảng Bình về việc phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển ngành Nông nghiệp tỉnh Quảng Bình đến năm 2020. Theo nội dung Quy hoạch, đến năm 2020 diện tích lúa cả năm 48.800 ha, sản lượng 260.000 tấn, diện tích lúa hàng hóa chất lượng cao tập trung đạt 13.200 ha. - Căn cứ Quyết định số 1484/QĐ-UBND ngày 10/6/2014 của UBND tỉnh Quảng Bình về việc ban hành Đề án Tái cơ cấu ngành nông nghiệp theo hướng nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững giai đoạn 2014 - 2020. - Căn cứ Thông báo số 2809/TB-VPUBND ngày 11/8/2017 của Văn phòng UBND tỉnh Quảng Bình về Kết luận của đồng chí Phó Chủ tịch UBND tỉnh Lê Minh Ngân tại buổi làm việc về công tác giống lúa trên địa bàn tỉnh Quảng Bình. Trong đó, tiếp tục ưu tiên hỗ trợ các đề tài nghiên cứu, chọn tạo giống lúa mới; các dự án phục tráng giống lúa chất lượng cao chủ lực, bảo tồn nguồn gen lúa bản địa. Khi đưa giống mới vào sản xuất người ta thường quan tâm đến thị hiếu tiêu dùng và việc tiêu thụ sản phẩm đó ra sao. Trong thực tế sản xuất thì mỗi giống lúa đều có ưu, nhược điểm song sự chuyển dịch cơ cấu giống lúa như thế nào để giải quyết được nhu cầu cấp bách của người dân nghèo mà vẫn có lợi về mặt tài chính, đem lại hiệu quả kinh tế cao và phù hợp với đặc điểm của vùng sản xuất, của một không gian, thời gian nhất định và được người nông dân chấp nhận và mở rộng. 1.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam 1.2.1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới Lúa là cây lương thực quan trọng, là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người, bình quân 180 - 200 kg gạo/người/năm tại các nước châu Á, khoảng 10 kg/người/năm tại các nước châu Mỹ. Trên thế giới, cây lúa được 250 triệu nông dân trồng, là lương thực chính của 1,3 tỉ người nghèo trên thế giới, sinh kế chủ yếu của nông dân [17]. Theo thống kê của IRRI, cho đến nay lúa vẫn là cây lương thực được con người sản xuất và tiêu thụ nhiều nhất. Chính vì vậy, tổng sản lượng lúa trong vòng 45 năm qua đã tăng lên gấp hơn 2,6 lần, từ 257 triệu tấn năm 1965 lên trên 689 triệu tấn năm 2009 [49], [57].
10 Theo thống kê của tổ chức lương thực thế giới FAO (2017) [64], cây lúa chiếm một vị trí quan trọng trên thế giới, đặc biệt là ở khu vực Châu Á. Năm 2016 thế giới có 159,81 triệu ha diện tích trồng lúa, năng suất trung bình 4,64 tấn/ha, sản lượng đưa lại 740,96 triệu tấn. Hiện có 114 nước trên thế giới trồng lúa, nhưng chỉ 18 nước có diện tích sản xuất lớn hơn 1.000.000 ha và đều tập trung ở Châu Á, bao gồm Ấn Độ, Trung Quốc, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Myanmar, Việt Nam, Philippines... Đồng thời với việc gia tăng về diện tích thì năng suất lúa cũng không ngừng tăng nhanh nhờ việc ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật trong chọn giống và thâm canh [27]. Diện tích trồng lúa ở Châu Á dẫn đầu thế giới, nhưng năng suất lúa không cao, đạt trên 5 tấn/ha chỉ có ở Việt Nam và Trung Quốc. Từ năm 1990 đến nay, năng suất lúa thế giới vẫn liên tục tăng và trung bình đạt 4,64 tấn/ha năm 2016. Mặc dù năng suất lúa ở các nước Châu Á còn thấp, nhưng do có diện tích sản xuất lớn nên Châu Á vẫn là khu vực đóng góp lúa gạo chủ yếu và quan trọng trên thế giới (trên 90%). Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa trên thế giới từ năm 1961 - 2016 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tấn/ha) (Triệu tấn) 1961 115,50 1,87 215,65 1970 133,10 2,38 396,87 2000 146,98 3,53 598,97 2005 154,99 4,09 634,44 2010 161,20 4,35 701,97 2011 162,48 4,45 722,72 2012 161,85 4,51 734,91 2013 164,09 4,49 740,90 2014 163,25 4,54 740,96 2015 160,76 4,60 740,08 2016 159,81 4,64 740,96 (Nguồn: FAOSTAT, 2017)