Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ cấy tới sinh trưởng, năng suất của một số giống lúa tại cao bằng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ KHUYÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI VỤ CẤY TỚI SINH TRƢỞNG, NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA TẠI CAO BẰNG Chuyên ngành: Khoa học cây trồng : 60.62.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Hữu Hồng 2. TS. Đặng Quý Nhân Thái Nguyên, năm 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Khuyên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực tập và thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Phòng quản lý đào tạo sau đại học, các thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, cơ quan và gia đình. Trước tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS. TS. Nguyễn Hữu Hồng và TS. Đặng Qúy Nhân - người hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này. Đồng thời tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể các thầy, cô giáo trong khoa Sau đại học, các thầy giáo, cô giáo giảng dạy chuyên ngành, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ hoàn thiện bản luận văn này. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới tất cả bạn bè, đồng nghiệp, cơ quan, gia đình và người thân đã quan tâm động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin trân trọng cảm ơn. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Khuyên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Đ/c : Đối chứng BVTV : Bảo vệ thực vật TGST : Thời gian sinh trưởng NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu FAO : Tổ chức Nông nghiệp và lương thực Thế giới IRRI : Viện nghiên cứu lúa Quốc tế SC : Séng Cù KNX : Khẩu Nậm Xít Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1 1. Đặt vấn đề ......................................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài ............................................................................................ 2 3. Yêu cầu của đề tài ............................................................................................. 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .......................................................... 2 Chƣơng 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ........................................ 3 1.1. Cơ sở khoa học .............................................................................................. 3 1.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa trên Thế giới ....................................... 4 1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới ....................................................... 4 1.2.2. Tình hình nghiên cứu giống lúa trên thế giới .......................................... 7 1.3. Tình hình sản xuất, nghiên cứu lúa ở trong nước ........................................ 11 1.3.1. Tình hình sản suất lúa ở Việt Nam ........................................................ 11 1.3.2. Tình hình nghiên cứu giống lúa trong nước ........................................... 20 1.4. Tình hình nghiên cứu về thời vụ gieo cấy lúa trên thế giới và Việt Nam ... 27 1.41.Ảnh hưởng của thời vụ gieo cấy lúa ....................................................... 27 1.4.2.Tình hình nghiên cứu về thời vụ gieo cấy trên thế giới ......................... 28 1.4.3.Tình hình nghiên cứu về thời vụ gieo cấy ở Việt Nam .......................... 29 Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 34 2.1. Đối tượng, địa điểm nghiên cứu .................................................................. 34 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................ 34 2.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................... 34 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ......................................................... 35 2.2.1. Thí nghiệm 1 ......................................................................................... 37 2.2.2. Thí nghiệm 2 ......................................................................................... 38 2.3. Kỹ thuật chăm sóc ........................................................................................ 38 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v 2.3.1. Ngâm, ủ và làm mạ ............................................................................... 38 2.3.2. Làm đất, cấy .......................................................................................... 38 2.3.3. Biện pháp chăm sóc............................................................................... 38 2.4. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ......................................................... 39 2.4.1. Chỉ tiêu chất lượng mạ .......................................................................... 39 2.4.2. Chỉ tiêu về thời gian sinh trưởng, phát triển ......................................... 40 2.4.3. Khả năng đẻ nhánh ................................................................................ 40 2.4.4. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa tham gia thí nghiệm ...... 40 2.4.5. Các chỉ tiêu năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất ...................... 39 2.4.6. Chỉ tiêu về sâu, bệnh hại ....................................................................... 43 2.5. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................... 44 Chƣơng 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................................................... 45 3.1. Điều kiện khí hậu, thời tiết năm 2013 – 2014 tại Cao Bằng ....................... 45 3.2. Kết quả thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ cấy đến sinh trưởng, năng suất của một số giống lúa tại tỉnh Cao Bằng vụ Mùa 2013 .......... 47 3.2.1. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2013 ...... 47 3.2.2. Đặc điểm sinh trưởng của mạ vụ Mùa 2013 .......................................... 46 3.2.3. Đặc điểm hình thái và khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2013 ....................................................................................... 50 3.2.4. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2013 ....................................................................................... 54 3.2.5. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2013 61 3.3. Kết quả thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ cấy đến sinh trưởng, năng suất của một số giống lúa tại tỉnh Cao Bằng vụ Xuân 2014 ......... 63 3.3.1. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2014 ..... 63 3.3.2. Đặc điểm sinh trưởng mạ vụ Xuân 2014 ............................................... 61 3.3.3. Đặc điểm hình thái và khả năng đẻ nhánh của các giống lúa tham gia thí nghiệm vụ Xuân 2014 ................................................................................ 66 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi 3.3.4. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa tham gia thí nghiệm vụ Xuân 2014 .......................................................................... 71 3.3.5. Khả năng chống chịu sâu, bệnh hại của các giống lúa tham gia thí nghiệm vụ Xuân 2014 ..................................................................................... 79 3.4. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa tham gia thí nghiệm ............. 80 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................... 83 1.Kết luận ............................................................................................................ 83 2. Đề nghị ............................................................................................................ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 85 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới giai đoạn 2001 - 2013 ..................... 5 Bảng 1.2: Năng suất lúa của một số nước đứng đầu thế giới giai đoạn 20082012 ............................................................................................................. 6 Bảng 1.3. Tình hình sản xuất lúa tại Việt Nam giai đoạn 2001 - 2013.................... 12 Bảng 1.4: Giá gạo xuất khẩu bình quân của một số quốc gia trên Thế giới ............ 14 Bảng 2.1: Nguồn gốc, loại hình canh tác của các giống lúa tham gia thí nghiệm ........... 34 Bảng 3.1: Điều kiện thời tiết khí hậu tại tỉnh Cao Bằng từ 07/ 2013 – 07/2014 ...................................................................................................... 45 Bảng 3.2. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ mùa 2013 ......... 47 Bảng 3.3. đặc điểm sinh trưởng của cây mạ vụ Mùa 2013 ...................................... 49 Bảng 3.4. Đặc điểm hình thái và khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2013 ................................................................................. 51 Bảng 3.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2013 ................................................................................. 55 Bảng 3.6. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm vụ mùa 2013 ................................................................................................... 61 Bảng 3.7. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2014 ....... 63 Bảng 3.8. Đặc điểm sinh trưởng mạ của các giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2014........ 65 Bảng 3.9. Đặc điểm hình thái và khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2014 ............................................................................... 67 Bảng 3.10. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2014 ............................................................................... 72 Bảng 3.11. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2014 ................................................................................................. 79 Bảng 3.12. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm ..................... 80 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii DANH MỤC CÁC HÌNH Biểu đồ 1.1: Cơ cấu gạo xuất khẩu của Việt Nam giai đoạn 2007 – 2010 ...............13 Biểu đồ 1.2: Giá gạo xuất khẩu bình quân của Việt Nam và Thái Lan ....................15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cao Bằng, có diện tích tự nhiên là 6.707,86 km², trong đó: Tổng diện tích sản xuất lúa năm 2013 là 30.390,6 ha. Địa hình tỉnh Cao Bằng được chia thành 3 vùng rõ rệt là vùng núi đất, vùng núi đá và vùng bình địa trũng. Khí hậu của tỉnh Cao Bằng mang tính chất khí hậu nhiệt đới gió mùa; trong năm có 2 mùa rõ rệt: Mùa nóng mưa nhiều từ tháng 4 đến tháng 10 và mùa lạnh mưa ít từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, phù hợp với nhiều loại giống lúa, bao gồm cả giống lúa cảm ôn và giống lúa cảm quang. Tuy nhiên, năng suất lúa cả năm mới chỉ đạt 41,4 tạ/ ha (thấp hơn nhiều so với bình quân trung của cả nước >54tạ); sản lượng đạt 125.949 tấn, đáp ứng cơ bản nhu cầu tiêu dùng nhưng chưa nâng cao được năng suất lao động và thu nhập của người dân. Vì vậy, vấn đề chuyển đổi cơ cấu giống lúa có ý nghĩa kinh tế xã hội rất thiết thực. Tỷ lệ sử dụng giống lúa thuần xác nhận, lúa lai hàng năm trên địa bàn tỉnh đạt khoảng 35%. Trong đó, diện tích lúa lai chiếm khoảng 30%, lúa thuần giống xác nhận chiếm khoảng trên 5%, số diện tích còn lại chủ yếu là do người dân tự để giống, nhiều giống lúa qua sản xuất nhiều năm đã thoái hoá, nhiễm sâu bệnh nặng nên năng suất thấp, điển hình như giống lúa Đoàn kết được trồng tại huyện Phục Hoà trong vụ mùa 2013 đã bị bệnh lúa Von do virrut. Cơ cấu giống lúa gieo cấy ở vụ xuân: Bắc thơm 7, Khang dân, Nhị ưu 838, Nhị ưu 636, Thục hưng 6...Cơ cấu giống lúa gieo cấy ở vụ mùa: Bao thai, Đoàn kết, Nhị ưu 838..., còn lại phần lớn diện tích là các giống địa phương do người dân tự để giống. Từ thực tế sản xuất đòi hỏi cần thiết phải thực hiện chuyển đổi cơ cấu giống, đưa các giống lúa chất lượng cao, có thời gian sinh trưởng ngắn để chuyển dịch thời vụ, luân canh với cây trồng hiện có, sản xuất 3 vụ/năm góp phần tăng thu nhập trên đơn vị diện tích đất canh tác, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh đã tập trung chỉ đạo chuyển đổi cơ cấu giống lúa, chuyển sang các giống lúa chất lượng cao, phấn đấu đến năm 2020 tổng diện tích lúa chất lượng của tỉnh đạt khoảng 10.000 ha [14]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Nhằm phát huy tốt sự đa dạng về điều kiện khí hậu của vùng, cũng như đáp ứng đòi hỏi lựa chọn được những giống lúa chất lượng, có tiềm năng năng suất phù hợp với tập quán canh tác và điều kiện tự nhiên của tỉnh, chúng tôi đề xuất đề tài nghiên cứu : “Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ cấy tới sinh trưởng, năng suất của một số giống lúa tại tỉnh Cao Bằng” 2. Mục tiêu của đề tài - Xác định khung thời vụ tốt nhất cho các giống lúa tại tỉnh Cao Bằng. - Lựa chọn được bộ giống lúa có ưu thế về năng suất và chất lượng, thích nghi tốt với điều kiện khí hậu địa phương, là căn cứ để mở rộng diện tích sản xuất lúa chất lượng cao tại Cao Bằng. 3. Yêu cầu của đề tài - Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất của giống lúa thí nghiệm. - Đánh giá ảnh hưởng của yếu tố thời vụ tới năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất lúa. - Đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh, chống chịu ngoại cảnh của các giống lúa. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1. Ý nghĩa khoa học - Chứng minh được sự ảnh hưởng của thời vụ gieo cấy đến các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây lúa và các yếu tố cấu thành năng suất lúa. - Kết quả thu được từ thí nghiệm là căn cứ khoa học để xây dựng khung thời vụ thích hợp. Đồng thời, xác định được bộ giống lúa chất lượng cao có thể khuyến cáo sử dụng trong sản xuất lúa hàng hóa. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Xác định được khung thời vụ thích hợp, đảm bảo điều kiện thời tiết thuận lợi cho quá trình sinh trưởng của cây lúa, hạn chế tối đa tác động của sâu bệnh hại. - Lựa chọn được những giống lúa mới có tiềm năng năng suất cao, chất lượng gạo tốt, phù hợp với điều kiện tự nhiên, cũng như tập quán canh tác của địa phương. Khuyến cáo người dân đưa ra sản xuất đại trà, tăng giá trị kinh tế trên cùng một đơn vị diện tích canh tác, nâng cao thu nhập cho người nông dân, từ đó góp phần xóa đói giảm nghèo cho các địa phương trong tỉnh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học Giống chính là tiền đề và là yếu tố quan trọng nhất tạo nên năng suất và chất lượng. Mỗi vùng có điều kiện tiểu khí hậu đặc trưng, do đó cần có bộ giống tốt phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và tập quán canh tác của địa phương. Một giống lúa tốt phải đạt được một số yêu cầu sau: - Sinh trưởng, phát triển tốt trong điều kiện khí hậu, đất đai và điều kiện canh tác tại địa phương. - Cho năng suất cao, ổn định qua các năm khác nhau trong giới hạn biến động của thời tiết. - Có khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất thuận và sâu bệnh. - Có chất lượng đáp ứng yêu cầu sử dụng. Vì vậy, một trong những biện pháp kinh tế, kỹ thuật nhằm tận dụng các điều kiện tự nhiên, tiết kiệm chi phí sản xuất là bố trí cơ cấu giống phù hợp với thổ nhưỡng và khí hậu của từng vùng. Lựa chọn được cơ cấu giống lúa chất lượng để đưa vào sản xuất ở mỗi vùng, mỗi địa phương nhằm đảm bảo sự thích nghi và phù hợp của giống lúa đó với điều kiện cụ thể nơi sản xuất là một việc rất quan trọng. Bên cạnh đó, do sự trải dài của lãnh thổ nước ta từ vĩ tuyến 8027’ Bắc đến 23023’ Bắc và sự đa dạng về địa hình nên khí hậu nước ta có những nét đặc trưng riêng của từng vùng miền. Diễn biến thời tiết, khí hậu ngày càng phức tạp, sự thay đổi của điều kiện thời tiết ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình sinh trưởng của giống lúa. Do đó, việc xác định được một khung thời vụ thích hợp cho từng giống lúa ở từng vùng cụ thể, nhằm tạo điều kiện thuận lợi tối đa cho cây lúa sinh trưởng, phát triển và giảm thiểu các tác động bất lợi của thời tiết, sâu bệnh nhằm mục đích cuối cùng là thu được năng suất cao nhất là một vấn đề vẫn đang bị bỏ ngỏ và cần được nghiên cứu sâu hơn nữa. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ * Những căn cứ để xây dựng đề tài: - Nghị quyết số 63/NQ-CP của Chính phủ chỉ rõ phát huy lợi thế về cây lúa là chính, tiếp tục đẩy mạnh thâm canh sản xuất lúa, phát triển thành các vùng sản xuất hàng hóa có hiệu quả và sức cạnh tranh cao, đảm bảo mục tiêu quốc gia về an ninh lương thực là ưu tiên hàng đầu. - Dưới sự chỉ đạo của Bộ Nông nghiệp, sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh, các Viện nghiên cứu từ Trung ương đến địa phương, các tổ chức nghiên cứu tư nhân đã rất quan tâm đến công tác phục tráng giống đặc sản, nhập nội giống tốt và chọn tạo các giống lúa chất lượng cao phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. - Sự phát triển của khoa học công nghệ tạo điều kiện thuận lợi cho người dân tiếp cận gần hơn với những thành tựu khoa học, từ đó áp dụng một cách linh hoạt vào sản xuất, tạo ra những sản phẩm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. - Căn cứ vào chỉ đạo của Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Cao Bằng về việc mở rộng diện tích lúa chất lượng lên 10.000 ha phấn đấu đến năm 2020, phát triển sản xuất lúa hàng hóa có giá trị kinh tế cao. Từ năm 2009, giống lúa ĐS1 được đưa vào sản xuất thử nghiệm tại huyện Thông Nông, tỉnh Cao Bằng. Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy, giống thích nghi tốt với điều kiện thổ nhưỡng của địa phương, cho năng suất cao và được người tiêu dùng trong tỉnh chấp nhận. Cho đến nay, giống lúa ĐS1 đã có mặt ở nhiều huyện trên địa bàn tỉnh như: Thông Nông, Phục Hòa, Hòa An, Quảng Uyên...Tuy nhiên, diện tích gieo cấy vẫn còn nhỏ và không tập trung nên hiệu quả sản suất không cao. 1.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa trên Thế giới 1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới Cây lúa thuộc loại cây ngũ cốc có lịch sử lâu đời, trải qua quá trình biến đổi và chọn lọc từ cây lúa hoang dại thành cây lúa như ngày nay. Lúa gạo có nguồn gốc nhiệt đới, do khả năng thích ứng rộng nên có thể trồng ở nhiều vùng khí hậu khác nhau và được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên Thế giới. Theo nghiên cứu của nhiều Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ tác giả ở các nước như: Liên Xô (cũ), Ấn Độ, Việt Nam, Nhật Bản, Trung Quốc… đã cho thấy nguồn gốc cây lúa thuộc vùng đầm lầy Đông Nam Á và hiện nay được phân bố rộng rãi trên khắp thế giới trải dài từ 530 Bắc tới 400 Nam, nhưng tập chung chủ yếu ở Châu Á chiếm tỷ lệ 61,2% diện tích trồng lúa thế giới, Châu Mỹ chiếm 6,3% , Châu Phi 3,1%, Châu Úc 1%. Trong đó, Ấn Độ là nước có diện tích trồng lúa lớn nhất thế giới với diện tích 37 triệu ha, tiếp theo là Trung Quốc 30,1 triệu ha... Bên cạnh đó, cũng có những nước có diện tích trồng lúa nhỏ như Jamaica 1 ha, Swaziland 35 ha. Trong lịch sử phát triển thì cây lúa là loại cây trồng có tốc độ phát triển tương đối nhanh về cả diện tích, năng suất và sản lượng. Dưới đây là bảng số liệu về diện tích, năng suất và sản lượng lúa toàn Thế giới giai đoạn 2001 – 2013: Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới giai đoạn 2001 - 2013 2001 Diện tích (triệu ha) 151,9 Năng suất (tạ/ha) 39,5 Sản lƣợng (triệu tấn) 599,8 2002 147,6 38,7 571,4 2003 148,5 39,5 587,1 2004 150,6 40,4 608,0 2005 154,9 40,9 634,4 2006 155,3 41,3 641,2 2007 155,0 42,4 657,2 2008 157,7 43,7 689,0 2009 158,4 43,2 684,8 2010 161,7 43,3 701,1 2011 164,1 44,0 722,7 2012 163,2 44,1 719,7 2013 166,1 44,9 745,2 Năm (Nguồn: FAOSTAT | © FAO Statistics Division 2014 | 18 August 2014) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Qua bảng số liệu 1.1 cho ta thấy được tình hình sản xuất lúa trên thế giới có nhiều biến động. Diện tích trồng lúa có nhiều thay đổi từ 151,9 triệu ha năm 2001 xuống còn 147,6 triệu ha năm 2002, nhưng sau năm 2002 thì diện tích có xu hướng tăng đều qua các năm. Năng suất lúa có xu hướng tăng và khá ổn định qua các năm. Năng suất lúa thấp nhất là 39,5 tạ/ha vào năm 2001. Sau đó tăng khá đều qua các năm và đạt cao nhất là 44,9 tạ/ha vào năm 2013. Qua sự biến động của diện tích và năng suất thì ta cũng phần nào biết được sản lượng thực tế của sản xuất lúa gạo trên toàn thế giới. Mặc dù năng suất tăng, nhưng sự suy giảm về diện tích trồng vẫn làm cho sản lượng lúa giảm. Cụ thể, sản lượng lúa đạt 599,8 triệu tấn vào năm 2001 xuống còn 571,4 triệu tấn năm 2002. Sau đó, cả diện tích, năng suất đều tăng nên sản lượng cũng tăng theo và đạt cao nhất là 745,2 triệu tấn năm 2013. Mặc dù, Châu Á có diện tích trồng lúa và sản lượng lớn nhất nhưng năng suất cao nhất lại là ở Châu Âu và Châu Đại Dương. Để chứng minh cho điều này, dưới đây là Bảng 1.2, thống kê một số nước có năng suất lúa đứng đầu Thế giới. Bảng 1.2: Năng suất lúa của một số nƣớc đứng đầu thế giới giai đoạn 2008-2012 Nƣớc (Đơn vị: tạ/ha) 2012 2008 2009 2010 2011 Ai Cập 97,3 95,9 94,2 95,7 95,3 Úc 80,0 81,5 104,1 95,4 89,1 Hoa Kì 76,7 79,4 75,4 79,2 83,5 Tây Ban Nha 69,2 76,6 75,9 75,8 77,6 Uruguay 79,0 80,1 71,0 83,8 78,5 Pêru 73,1 73,9 72,9 73,0 77,0 Hàn Quốc 74,0 76,0 68,8 74,1 75,8 Ma-rốc 69,6 64,1 68,3 70,2 76,0 Hy Lạp 67,4 70,7 67,5 78,7 71,4 (Nguồn: FAOSTAT | © FAO Statistics Division 2014 | 07 July 2014) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Dựa vào bảng số liệu 1.2, ta thấy năng suất lúa bình quân của các nước cao nhất thế giới trong bảng cao hơn rất nhiều so với năng suất trung bình của thế giới. Đứng đầu thế giới về năng suất lúa là Ai Cập với mức năng suất kỉ lục là 97,3 tạ/ha (2008) và năng suất lúa giai đoạn từ 2008-2012 đều đạt trên 90 tạ/ha, gấp 2-2,5 lần năng suất lúa bình quân cao nhất của thế giới. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu giống lúa trên thế giới Trên Thế giới người ta quan tâm đến việc bảo tồn nguồn gen nói chung, và nguồn gen cây lúa nói riêng. Ngay từ những năm 1924, Viện nghiên cứu cây trồng Liên Xô (cũ) đã được thành lập, nhiệm vụ chính là thu nhập và đánh giá bảo tồn nguồn gen cây trồng. Tổ chức Lương thực và nông nghiệp thế giới (FAO) đã tổng hợp các kết quả nghiên cứu và đề ra phương hướng thúc đẩy việc xây dựng ngân hàng gen phục vụ cho việc giữ gìn tài nguyên thiên nhiên nhằm phục vụ lợi ích lâu dài của nhân loại. Trong vùng nhiệt đới và á nhiệt đới đã hình thành nhiều tổ chức Quốc tế, đảm nhận việc thu thập tập đoàn giống trên thế giới đồng thời cung cấp nguồn gen để cải tạo giống lúa trồng. Viện nghiên cứu Lúa gạo Quốc tế (International Rice Research Institute )(IRRI) ở Los Banos, Philippines đã bắt đầu chương trình thu thập, bảo tồn và đánh giá các giống cổ truyền và các cây lúa dại từ năm 1962. Từ khi thành lập, IRRI đã tiến hành thu thập nguồn gen cây lúa. Năm 1977, chính thức khai trương ngân hàng gen. Tại đây, đã thu thập tập đoàn cây lúa từ 110 quốc gia trên thế giới. Trong bộ sưu tập có hơn 80 nghìn mẫu, trong đó có các giống lúa trồng ở Châu Á (O. sativa) chiếm đến 95% . Khoảng 90.000 giống lúa trồng trên khắp Thế giới đã được tồn trữ ở IRRI và cùng một số lượng giống lúa này được IRRI gửi bảo quản ở Phòng khảo nghiệm tồn trữ hạt giống Quốc gia Mỹ (US. National Seed Storage Laboratory) tại Fort Collins thuộc Bộ Nông nghiệp Mỹ, Colorado - Mỹ và ở Viện Quốc gia Tài nguyên Nông sinh (National Institute of Agrobiological Resources) ở Nhật Bản. Nhưng sự bảo quản tại các phòng lạnh hiện nay có thể làm ngăn trở sự tiến hóa của các giống lúa này với môi trường. Vì vậy, bảo quản các giống lúa ngoài ruộng rất cần thiết nhưng tốn kém. Trong hơn 50 mươi năm tồn tại và phát triển IRRI đã lai tạo, chọn lọc hàng trăm giống lúa tốt phổ biến khắp thế giới, tiêu biểu như các dòng IR, Jasmin, IR8 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ mở đầu cho cuộc cách mạng xanh ở các nước Nam Á và Đông Nam Á. Tiếp theo là sự ra đời của các giống lúa, mà sự ra đời của các giống này đã tạo ra sự nhảy vọt về năng suất, phẩm chất lúa như: IR5, IR6, IR20, IR22, IR26, IR36,... Những năm 80 (thế kỷ XX) giống IR8 được trồng phổ biến ở Việt Nam đã đưa năng suất lúa tăng cao đáng kể. Cuộc “cách mạng xanh” từ giữa thập niên 60 (thế kỷ XX) 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. Các nhà nghiên cứu của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) đã nhận thức rằng các giống lúa mới thấp cây, lá đứng, tiềm năng năng suất cao cũng chỉ có thể giải quyết vấn đề lương thực trong phạm vi hạn chế. Hiện nay, Viện IRRI đang tập trung vào nghiên cứu chọn tạo ra các giống lúa cao sản (siêu lúa) có thể đạt 13 tấn/ha/vụ, đồng thời phát huy kết quả chọn tạo 2 giống là IR64 và Jasmin là giống có phẩm chất gạo tốt, được trồng rộng rãi ở nhiều nơi trên Thế giới. Trên cơ sở một số giống lúa chất lượng cao, chủ yếu được trồng phổ biến ở châu Á, Viện IRRI đang tập trung vào nghiên cứu, chọn tạo các giống lúa có hàm lượng Vitamin và Protein cao, có mùi thơm, cơm dẻo... vừa để giải quyết vấn đề an ninh lương thực, vừa đáp ứng được nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của người tiêu dùng. Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế bắt đầu phát triển giống lúa thơm Basmati năng suất cao vào đầu năm 1970. Nghiên cứu được thực hiện trên những cặp lai đầu tiên, giữa giống lúa Basmati 370 và các dòng lúa Indica cải tiến có hàm lượng amyloza trung bình và nhiệt độ hóa hồ trung bình. Những dòng thấp cây từ quần thể con lai được chọn lọc, những dòng này có mức độ hữu thụ khác nhau và dạng cây khác nhau. Sau khi tiến hành lai chéo các dòng này thu được các dạng cây và độ hữu thụ khác nhau. Những cây có dạng khỏe và độ hữu thụ cao được chọn ra để phân tích hàm lượng amyloza, nhiệt độ hóa hồ và hương thơm. Những dòng có dạng cây xấu, độ hữu thụ thấp, chất lượng hạt kém và độ thơm thấp được loại bỏ qua các thế hệ. Sau một số chu kỳ lai và chọn lọc những dòng có dạng cây khỏe, thấp cây, đáp ứng được các đặc điểm về chất lượng như Basmati được chọn lọc và tiến hành khảo nghiệm tại IRRI, Ấn Độ và Pakistan [26]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ IRRI đã có quan hệ chính thức với Việt Nam ta từ năm 1975 trong chương trình thí nghiệm giống Quốc tế trước đây và hiện nay là chương trình đánh giá nguồn gen cây lúa. Trong quá trình hợp tác, Việt Nam đã nhận được 279 tập đoàn lúa gồm hàng ngàn mẫu giống, mang nhiều đặc điểm sinh học tốt, chống chịu sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận như nhiệt độ, nhiễm mặn, hạn hán, úng lụt vv... Ấn Độ là một nước đi đầu trong cuộc “cách mạng xanh” và thành công lớn trong việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật nhất là giống mới vào sản xuất. Trong công tác nghiên cứu giống lúa, Viện nghiên cứu giống lúa Trung ương của Ấn Độ được thành lập vào năm 1946 tại Cuttuck, bang Orisa là nơi tập trung nghiên cứu, lai tạo các giống lúa mới phục vụ sản xuất. Ngoài ra tại các bang của Ấn Độ đều có các cơ sở nghiên cứu, trong đó các cơ sở quan trọng ở Madras, Heydrabat, Kerala, hoặc Viện Nghiên cứu cây trồng cạn Á nhiệt đới (ICRISAT). Bên cạnh đó Ấn Độ cũng là nước có những giống lúa chất lượng cao nổi tiếng trên thế giới như: Basmati, Brimphun. Trong đó giống lúa Basmati có giá trị trên thị trường tới 850 USD/tấn, trong khi giống gạo thơm Thái Lan nổi tiếng trên thế giới cũng chỉ có giá trị 460 USD/tấn [4]. Giống lúa Basmati được gieo trồng khoảng 2 triệu ha chủ yếu ở các nước Ấn Độ, Pakistan và Nepan. Gạo thơm có hạt nhỏ, thon và dài từ 6,8 đến 7,0 mm, tỉ lệ chiều dài và chiều rộng từ 3,5 đến 3,7 và có hàm lượng amyloza trung bình 20-22%. Trong hàng trăm giống lúa thơm địa phương ở Ấn Độ, chỉ có giống lúa thơm Basmati được ưa chuộng nhất. Gạo thơm Basmati có hai đặc tính quan trọng hơn hết: mùi thơm và cơm nở dài, có từ 22 - 25% amyloza, gạo vẫn giữ được đặc tính này sau khi nấu. Mặt khác, Ấn Độ cũng là nước nghiên cứu lúa lai khá sớm và đã đạt được một số thành công nhất định, một số tổ hợp lai tốt được sử dụng ở Ấn Độ như; IR58025A/IR9716, IR62829A/IR46, PMS8A/IR46, ORI 161, ORI 136, 2RI 158, 3RI 160, 3RI 086, PA- 103... Một trong những giống lúa chất lượng cao do các nhà khoa học chọn tạo thành công được nhập về Việt Nam là giống BTE-1, giống này đã được Bộ Nông nghiệp & PTNT Việt Nam công nhận năm 2007. Thái Lan là nước xuất khẩu lúa gạo đứng đầu Thế giới. Với những ưu đãi của thiên nhiên Thái Lan có vùng châu thổ trồng lúa phì nhiêu, mặc dù năng suất và sản Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ lượng lúa gạo của Thái Lan không cao song họ chú trọng đến việc chọn tạo giống có chất lượng gạo cao. Các trung tâm nghiên cứu lúa của Thái Lan được thành lập ở nhiều tỉnh và các khu vực. Các trung tâm này có nhiệm vụ tiến hành chọn lọc, phục tráng, lai tạo, nhân giống phục vụ cho nhu cầu sản xuất của người dân với mục tiêu phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Các đặc điểm nổi bật của các giống lúa mà các nhà khoa học tập trung nghiên cứu và lai tạo đó là hạt gạo dài và trong, ít dập gãy khi xay sát, có hương thơm, coi trọng chất lượng hơn là năng suất, điều này cho chúng ta thấy rằng giá lúa gạo xuất khẩu của Thái Lan bao giờ cũng cao hơn của Việt Nam. Ở Thái Lan có hai giống lúa thơm nổi tiếng là Khao Dak Mali và Jasmine 85. Gạo thơm Khao Dak Mali có ít hơn 20% amyloza nên hạt cơm sau khi nấu hạt còn hơi dính vào nhau. Đối với Nhật Bản, công tác giống lúa cũng được đặc biệt chú trọng về giống chất lượng cao vì người Nhật giàu có, nên nhu cầu đòi hỏi lúa gạo chất lượng cao. Để đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng, các Viện và các Trạm nghiên cứu giống lúa được thành lập ở hầu hết các tỉnh thành của Nhật Bản, trong đó có các trung tâm quan trọng nhất đặt ở Sendai, Niigata, Nagoya, Fukuoka, Kochi, Miyazaki, Saga,... là những nơi diện tích trồng lúa lớn. Trong công tác nghiên cứu giống lúa ở các Viện, các nhà khoa học Nhật Bản đã tập trung lai tạo và đưa vào sản xuất các giống lúa vừa có năng suất cao, chất lượng tốt như Koshihikari, Sasanisiki, Koenshu... Giống lúa Koshihikari là giống lúa cổ truyền của Nhật, thuộc loài phụ Japonica, có chất lượng cao, hương vị rất được ưa thích trong những bữa ăn chính của người Nhật. Giống lúa Koshihikari được xem như là lúa Basmati của Nhật với diện tích gieo trồng chiếm khoảng 30% tổng diện tích trồng lúa ở nước này. Đặc biệt ở Nhật đã lai tạo được 2 giống lúa có mùi thơm đặc biệt, chất lượng gạo ngon và năng suất cao như giống: Miyazaki1 và Miyazaki2. Cho đến giờ các giống này vẫn giữ được vị trí hàng đầu về 2 chỉ tiêu quan trọng đó là hàm lượng Protein cao tới 13%, hàm lượng Lysin cũng rất cao [9]. Ngoài ra, thành công trong công tác giống lúa của Nhật Bản còn được đánh dấu bởi giống Tongil đã tạo ra bước nhảy vọt về năng suất lúa. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Giống lúa thơm ở Myanmar được gieo trồng nhiều ở các tỉnh miền Trung và chủ yếu được tiêu thụ ở trong nước. Một số giống lúa chất lượng đang được gieo trồng phổ biến ở đây như: Namathalay, Basmati, Paw San Bay Gyar. Các nước Hàn Quốc, Bắc Triều Tiên, Đài Loan chủ yếu nghiên cứu và sử dụng giống lúa thuộc loại hình Japonica, hạt gạo tròn, cơm dẻo phù hợp với thị hiếu tiêu dùng của người dân khu vực này. Các giống lúa nổi tiếng của khu vực này là Tongil (Hàn Quốc), Tai chung 1, Tai chung 2, Gang chan gi, Đee-Geo-Wô-Gen (Đài Loan)… đặc biệt giống Đee-Geo-Wô-Gen là một vật liệu khởi đầu để tạo ra giống lúa IR8 nổi tiếng một thời [27]. Theo ông Jagadish Mittur - giám đốc Trung tâm nghiên cứu Monsanto ở Bangalore (Ấn Độ), bộ gen của giống lúa mới được ghép thêm gen của cây thủy tiên hoa vàng hoặc cây ngô. Giống lúa đang được nghiên cứu và phát triển ở sáu nước châu Á, trong đó có Việt Nam. Vì giống lúa mới là sản phẩm của công nghệ biến đổi gen, các nhà khoa học đang nghiên cứu để xác định độ an toàn thực phẩm và an toàn môi trường của giống lúa này, trước khi đưa vào gieo trồng đại trà mang tính thương mại trong vòng 3-4 năm tới. Ngoài châu Á, thì ở Mỹ, năm 1926, J.W Jones đã bắt đầu nêu vấn đề ưu thế lai của lúa khi khảo sát lúa ở Đài Loan. Có 2 người tham gia vào đề xuất vấn đề sản xuất lúa lai thương phẩm là Stansent và Craiglules. Trong thời gian gần đây, các nhà khoa học Mỹ không chỉ quan tâm đến việc chọn lọc, lai tạo và đưa ra những giống lúa có năng suất cao, ưa thâm canh và ổn định, mà còn nghiên cứu tỷ lệ protein trong gạo, phù hợp với thị trường hiện nay. Ngoài ra, trên Thế giới còn rất nhiều nhà khoa học đã và đang nghiên cứu các giống lúa nhằm mục đích đưa ra những giống lúa có năng suất cao, phẩm chất tốt, có khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh, thâm canh. 1.3. Tình hình sản xuất, nghiên cứu lúa ở trong nƣớc 1.3.1. Tình hình sản suất lúa ở Việt Nam Việt nam là một nước nông nghiệp với đa số người dân sinh sống bằng nông nghiệp. Trải qua 4000 năm lịch sử, cây lúa luôn gắn liền với sự phát triển của dân tộc. Nước ta nằm ở tọa độ 8030’ – 23023’ vĩ tuyến Bắc và 102010’ – 109029’ kinh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/