Tài liệu So sánh một số dòng, giống lúa thuần chất lượng mới chọn tạo tại gia lộc, hải dương

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM LÊ THU HẰNG SO SÁNH MỘT SỐ DÒNG, GIỐNG LÚA THUẦN CHẤT LƯỢNG MỚI CHỌN TẠO TẠI GIA LỘC, HẢI DƯƠNG Ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 60 62 01 11 Người hướng dẫn khoa học: TS. Đoàn Thu Thuỷ NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu hoàn toàn của tôi, công trình chưa từng được sử dụng hoặc công bố trong bất kỳ tài liệu nào khác. Số liệu trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực theo kết quả thu được tại các địa điểm mà tôi tiến hành nghiên cứu. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này tôi xin trân trọng cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc. Tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn với báo cáo của luận văn. Hà Nội, ngày 21 tháng 9 năm 2017 Tác giả luận văn Lê Thu Hằng i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng tới TS. Đoàn Thu Thuỷ và PGS.TS. Trần Văn Quang đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo khoa Nông học – Học viện Nông nghiệp Việt Nam, nhà trường, gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực tập và hoàn thành luận văn này. Hà Nội, ngày 21 tháng 9 năm 2017 Tác giả luận văn Lê Thu Hằng ii MỤC LỤC Lời cam đoan ..................................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii Mục lục .......................................................................................................................... iii Danh mục chữ viết tắt ....................................................................................................... v Danh mục bảng ................................................................................................................ vi Trích yếu luận văn ......................................................................................................... viii Thesis abstract.................................................................................................................. ix Phần 1. Mở đầu .............................................................................................................. 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................... 2 1.2.1. Mục đích ............................................................................................................ 2 1.2.2. Yêu cầu .............................................................................................................. 2 1.3. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................... 2 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ........................................................... 3 1.4.1. Ý nghĩa khoa học ............................................................................................... 3 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn................................................................................................ 3 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................ 4 2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới và việt nam ....................... 4 2.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới........................................... 4 2.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo tại việt nam ........................................... 5 2.1.3. Tình hình sản xuất lúa của tỉnh hải dương ......................................................... 7 2.2. Tình hình nghiên cứu lúa chất lượng cao trên thế giới và việt nam .................. 9 2.2.2. Ngiên cứu di truyền các yếu tố cấu thành năng suất của cây lúa..................... 10 2.2.3. Các chỉ tiêu đánh giá và tình hình nghiên cứu chất lượng lúa gạo .................. 13 2.3. Những thành tựu trong lĩnh vực chọn tạo lúa thơm chất lượng cao ................ 27 2.3.1. Tuyển chọn từ các giống địa phương............................................................... 28 2.3.2. Lai hữu tính và chọn lọc cá thể ........................................................................ 29 2.3.3. Chọn lọc từ quần thể đột biến .......................................................................... 30 2.3.4. Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn giống lúa thơm .............................. 31 2.4. Tương tác kiểu gen – môi trường và đánh giá tính ổn định............................. 32 2.4.1. Khái niệm tương tác kiểu gen – môi trường .................................................... 32 iii 2.4.2. Chọn lọc môi trường khảo nghiệm .................................................................. 34 Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ........................................................... 35 3.1. Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................ 35 3.2. Thời gian nghiên cứu ....................................................................................... 36 3.3. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................................... 36 3.4. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 36 3.5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 37 3.5.1. Bố trí thí nghiệm .............................................................................................. 37 3.5.2. Quy trình kỹ thuật dùng trong thí nghiệm ....................................................... 38 3.5.3. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ............................................................. 38 3.5.4. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu theo dõi .................................................... 42 3.5.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ........................................................... 42 3.5.6. Phương pháp phân tích chỉ số thích nghi và độ ổn định năng suất của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm......................................................... 43 3.5.7. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế........................................ 44 Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận.................................................................. 45 4.1. Thời gian sinh trưởng của các dòng triển vọng ............................................... 45 4.2. Khả năng đẻ nhánh ......................................................................................... 46 4.3. Động thái ra lá ................................................................................................. 48 4.4. Động thái tăng trưởng chiều cao cây ............................................................... 50 4.5. Một số đặc điểm nông sinh học ....................................................................... 53 4.6. Một số đặc trưng hình thái ............................................................................... 55 4.7. Mức độ chống chịu sâu bệnh và ngoại cảnh .................................................... 56 4.8. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất................................................... 59 4.9. Một số chỉ tiêu chất lượng gạo ........................................................................ 62 4.10. Một số chỉ tiêu chất lượng nấu nướng ............................................................. 64 4.11. Đánh giá cảm quan chất lượng cơm ................................................................ 66 4.12. Kết quả mô hình trình diễn .............................................................................. 68 Phần 5. Kết luận và đề nghị ........................................................................................ 78 5.1. Kết luận............................................................................................................ 78 5.2. Đề nghị............................................................................................................. 79 Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 80 Phụ lục ......................................................................................................................... 85 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt BT7 Bắc thơm 7 BVTV Bảo vệ thực vật CCCCC Chiều cao cây cuối cùng ĐBSH Đồng bằng sông Hồng Đ/C Đối chứng GL Gia Lộc HTX Hợp tác xã HSHQ Hệ số hồi quy NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn. NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu SNHH Số nhánh hữu hiệu TGST Thời gian sinh trưởng VCLT&CTP Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Sản xuất lúa gạo của thế giới từ năm 2011 đến năm 2014 ............................ 4 Bảng 2.2. Sản xuất lúa gạo của 10 nước đứng đầu thế giới. .......................................... 5 Bảng 2.3. Tình hình sản xuất và xuất khẩu lúa gạo ở Việt Nam trong những năm gần đây................................................................................................... 6 Bảng 3.1. Danh sách các dòng, giống lúa thuần dùng trong thí nghiệm ..................... 36 Bảng 4.1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các dòng triển vọng trong vụ Mùa năm 2016 và vụ Xuân năm 2017 .......................................... 45 Bảng 4.2. Động thái đẻ nhánh của các dòng triển vọng trong vụ Mùa 2016............... 47 Bảng 4.3. Động thái đẻ nhánh của các dòng triển vọng trong vụ Xuân 2017 ............ 48 Bảng 4.4. Động thái ra lá của các dòng triển vọng trong vụ Mùa 2016 ...................... 49 Bảng 4.5. Động thái ra lá của các dòng triển vọng trong vụ Xuân 2017 .................... 49 Bảng 4.6. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng triển vọng trong vụ Mùa 2016 ................................................................................................ 51 Bảng 4.7. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng triển vọng thí nghiệm trong vụ Xuân 2017 ........................................................................ 52 Bảng 4.8. Một số đặc điểm nông sinh học chính của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm .............................................................................................. 53 Bảng 4.9. Một số đặc điểm nông sinh học khác của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm .............................................................................................. 55 Bảng 4.10. Đặc điểm hình thái của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm .............. 56 Bảng 4.11. Mức độ chống chịu sâu bệnh hại và ngoại cảnh của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm trong vụ Mùa 2016 ............................................ 57 Bảng 4.12. Mức độ chống chịu sâu bệnh hại và ngoại cảnh của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm trong vụ Xuân 2017 ........................................... 58 Bảng 4.13. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng triển vọng trong vụ mùa năm 2016 ............................................................................... 59 Bảng 4.14. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng triển vọng trong vụ xuân năm 2017 .............................................................................. 61 Bảng 4.15. Một số chỉ tiêu chất lượng xay xát và thương trường của các dòng triển vọng vụ mùa 2016 ............................................................................... 63 vi Bảng 4.16. Một số chỉ tiêu chất lượng nấu nướng của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm vụ mùa 2016 ........................................................................ 65 Bảng 4.17. Đánh giá cảm quan chất lượng cơm của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm vụ mùa 2016 .............................................................................. 67 Bảng 4.18. Đặc điểm nông sinh học của các dòng, giống trong mô hình trình diễn vụ xuân 2017 ............................................................................................... 68 Bảng 4.19. Khả năng chống chịu sâu bệnh hại của các dòng, giống lúa tham gia mô hình ........................................................................................................ 70 Bảng 4.20. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa tham gia mô hình .................................................................................................. 71 Bảng 4.21. Đánh giá độ ổn định của các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của dòng GL1 và GL2 ................................................................................. 73 Bảng 4.22. Bảng đánh giá hiệu quả kinh tế mô hình trình diễn tại Chí Linh vụ xuân 2017 .................................................................................................... 74 Bảng 4.23. Bảng đánh giá hiệu quả kinh tế mô hình trình diễn tại Gia Lộc vụ xuân 2017 .................................................................................................... 75 Bảng 4.24. Bảng đánh giá hiệu quả kinh tế mô hình trình diễn tại Tứ Kỳ vụ xuân 2017 ....... 76 vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Lê Thu Hằng Tên luận văn: “So sánh một số dòng, giống lúa thuần chất lượng mới chọn tạo tại Gia Lộc, Hải Dương” Ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 60 62 01 11 Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Lựa chọn ra 1-2 dòng lúa thuần chất lượng cao, có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất khá, chống chịu khá với sâu bệnh hại, thích ứng điều kiện tỉnh Hải Dương. Vật liệu nghiên cứu Vật liệu gồm 13 dòng lúa thuần được Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm chọn tạo có triển vọng về năng suất và chất lượng gồm: GL1, GL2, GL3, GL4, GL5, GL6, GL7, GL8, GL9, GL10, GL11, GL12, GL13. Phương pháp nghiên cứu - Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 3 lần lặp lại. - Đánh giá các đặc điểm nông sinh học, sâu bệnh của các dòng lúa thuần theo phương pháp của IRRI (2002). - Đánh giá chất lượng gạo theo tiêu chuẩn 10-TCN 590-2004 của Bộ Nông nghiệp & PTNT. - Phân tích chỉ số thích nghi và độ ổn định năng suất của các giống theo mô hình ổn định, thích nghi của Eberhard and Rusell (1966). - Số liệu thí nghiệm được xử lý bằng các chương trình Excel và phân tích phương sai theo phương pháp ANOVA bằng chương trình IRRISTAT ver 5.0. Kết quả chính và kết luận Các dòng tham gia thí nghiệm đều thuộc nhóm ngắn ngày, kiểu đẻ nhánh gọn, chiều cao cây trung bình, chống chịu khá với sâu bệnh hại. Đây là các chỉ tiêu có ý nghĩa trong việc chọn lọc kiểu hình cây lý tưởng. 11/13 dòng đạt tiêu chuẩn hạt thon dài, hàm lượng amylose trung bình, có mùi thơm, cơm mềm dẻo, đậm, ngon đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng. Đây là tính trạng quý có ý nghĩa công tác lai tạo và chọn lọc các giống lúa chất lượng. Kết quả đã chọn được 2 dòng có triển vọng là GL1 và GL2 phù hợp với mục tiêu. viii THESIS ABSTRACT Master candidate: Le Thu Hang Thesis title: “Comparing some new and good-quality inbred rice lines at Gia Loc, Hai Duong” Major: Plant genetics and breeding Code: 60 62 01 11 Education organization: Vietnam National University of Agriculture Objectives To select 1-2 inbred rice lines, with high quality, short growth duration, high yield, resistance to pests and disease, welladaptation to the cultivation condition of Hai Duong Province. Materials 13 methods promising inbred rice lines developed by Field Crops Research Institute, named: GL1, GL2, GL3, GL4, GL5, GL6, GL7, GL8, GL9, GL10, GL11, GL12, GL13 and was used Bac Thom 7 (BT7) as a control variety of quality rice. Research Methods - Experimental design: RCBD - Evaluation of agronomical characteristics, level of pest and disease infection and yield, based on the Evaluation System for Rice of IRRI (2002). - Evaluation of quality followed the standard 10-TCN 590-2004 of Ministry of Agriculture and Rural Development. - Analysis of the adaptive index and stability for yield applied model of Eberhard and Rusell (1966). - Data were analyzed with IRRISTAT 5.0. Main results and conclusions - All rice lines in the experiments had short growth duration, compact tillering types, average plant height, good resistance to pests and diseases. - 11/13 lines had long grain, medium amylose contents aromatic, soft cooked rice that meet the requirement of the consumers. - Basing on yield and quality, two promising lines named GL1 and GL2, were selected. ix PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu chọn tạo và sản xuất lúa gạo chất lượng cao là một trong những ưu tiên hàng đầu của hầu hết các nước sản xuất lúa gạo trên thế giới, nhu cầu gạo trên đầu người giảm dần về số lượng, người tiêu dùng có đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng, sẵn sàng mua gạo chất lượng với giá cao gấp đôi thậm chí gấp 3 lần so với gạo thường. Để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, việc nghiên cứu và chọn tạo giống lúa chất lượng cao ở đây được ưu tiên hàng đầu và hầu hết các giống lúa trong sản xuất đều là các giống có hạt gạo trong, ít bạc bụng, hàm lượng amylose thấp (từ 15-20%), cơm mềm, dẻo, ngon. Thị phần gạo thơm chiếm khoảng 10% trong tổng khối lượng thương mại lúa gạo toàn cầu. Ấn Độ, Pakistan và Thái Lan là các nước xuất khẩu gạo thơm chủ yếu cho các nước Trung Đông, châu Âu và Mỹ. Pakistan là quốc gia đứng đầu trong việc xuất khẩu gạo thơm với tổng diện tích gieo trồng lúa thơm trên 2,1 triệu ha, gạo thơm Thái Lan chiếm khoảng 1,6-1,8 triệu tấn, gạo Basmati Ấn độ chiếm khoảng 300 ngàn tấn…(Singh et al., 2000). Việt Nam là quốc gia xuất khẩu lúa gạo đứng thứ hai trên thế giới. Tuy nhiên sản xuất lúa gạo còn nhiều khó khăn do biến đổi khí hậu, thời tiết bất lợi, giá cả vật tư nông nghiệp luôn ở mức cao. Về chất lượng, đa số gạo xuất khẩu của nước ta thuộc loại thấp và một ít đạt loại trung bình nên hiệu quả kinh tế không cao, đời sống người dân trồng lúa rất chậm cải thiện. Mặt khác, nhu cầu gạo thơm ngon của người tiêu dùng trong nước ngày càng tăng, giá của các loại gạo thơm truyền thống như Tám thơm, Tám xoan, Dự hương… còn cao do các giống lúa thơm này còn nhiều hạn chế như thời gian sinh trưởng dài, năng suất thấp, chống chịu sâu bệnh yếu, không đáp ứng được nhu cầu sản xuất. Hải Dương là một trong những tỉnh sản xuất lúa trọng điểm ở vùng ĐBSH. Cơ cấu bộ giống chủ yếu là lúa thuần chất lượng cao 50%, lúa thuần năng suất cao 40%, lúa lai 10%. Bộ giống lúa thuần chất lượng của tỉnh còn nghèo chủ yếu là giống lúa Bắc thơm số 7 đã tồn tại lâu trong sản xuất và còn có nhiều yếu điểm hạn chế. này có nhược điểm nhiễm sâu bệnh rất nặng đặc biệt là rầy nâu, bệnh khô vằn, bệnh bạc lá… dẫn đến ảnh hưởng về năng suất, chất lượng gạo nhưng tập quán sản xuất của người nông dân chưa thay đổi một phần do thói quen, một phần do giá bán của giống cao hơn những giống 1 khác. Điểm sáng trong sản xuất lúa ở tỉnh Hải Dương là đã có nhiều chuyển biến tích cực là xây dựng thành công và hình thành một số mô hình sản xuất lớn, sản xuất an toàn. Chiến lược mới trong chọn tạo giống lúa là tập trung phát triển các giống lúa chất lượng có giá bán trên thị trường cao giúp tăng thu nhập cho người sản xuất. Xuất phát từ yêu cầu của thực tiễn sản xuất, việc tiến hành nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lượng cao là cấp thiết chúng tôi thực hiện đề tài: “So sánh một số dòng lúa thuần chất lượng mới chọn tạo tại Gia Lộc, Hải Dương”. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.2.1. Mục đích - Lựa chọn ra 1-2 dòng, giống lúa thuần chất lượng cao, có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất khá, chống chịu khá với sâu bệnh hại, thích ứng điều kiện tỉnh Hải Dương. 1.2.2. Yêu cầu - Đánh giá đặc điểm sinh trưởng phát triển của các dòng lúa thuần tham gia thí nghiệm. - Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh hại các dòng lúa thuần tham gia thí nghiệm. - Đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng lúa thuần tham gia thí nghiệm. - Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng (gạo, cơm) của các dòng lúa thuần tham gia thí nghiệm. - Chọn được 1-2 dòng lúa thuần chất lượng cao, ngắn ngày, năng suất khá, chống chịu khá với sâu bệnh hại, thích ứng với điều kiện tỉnh Hải Dương. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Thí nghiệm so sánh 13 dòng, giống lúa thuần triển vọng do Viện Cây lương thực – Cây thực phẩm chọn tạo tại vụ mùa năm 2016 và vụ xuân 2017 khu thí nghiệm đồng 3, Viện cây lương thực và cây thực phẩm tại Liên Hồng, Gia Lộc Hải Dương. Các mô hình trình diễn được bố trí tại 3 huyện Tứ Kỳ, Gia Lộc, Chí Linh Hải Dương. 2 1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.4.1. Ý nghĩa khoa học Định hướng cho các nhà chọn tạo giống nghiên cứu, chọn tạo, sản xuất và phát triển lúa thuần ở tỉnh Hải Dương. 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Chọn lọc được 1-2 dòng lúa thuần chất lượng cao, ngắn ngày, năng suất khá, chống chịu khá với sâu bệnh hại để khảo nghiệm, phát triển sản xuất tại tỉnh Hải Dương. 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ LÚA GẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới. Cây lúa là một trong những cây lương thực quan trọng đối với đời sống con người. Do vậy, nó được trồng và phân bố rộng khắp trên thế giới. Theo thống kê thì hiện nay trên thế giới có khoảng trên 100 quốc gia trồng và sản xuất lúa gạo, trong đó tập trung nhiều ở các nước Châu Á , 85% sản lượng lúa trên thế giới phụ thuộc vào 8 nước ở Châu Á: Thái Lan, Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ, Indonexia, Banglades, Myamar và Nhật Bản (FAO, 1998). Đến năm 2014 (FAO, 2014), tổng diện tích trồng lúa trên toàn thế giới là 162,716 triệu ha, năng suất trung bình đạt 45,569 tấn/ha và tổng sản lượng lúa là 741,447 triệu tấn. Nước có năng suất cao nhất là Trung Quốc với 68,115 tạ/ha, sau đến Nhật Bản với 66,978 tạ/ha. Xét về sản lượng thì Trung Quốc lại là nước đứng đầu đạt 208,239 triệu tấn, tiếp đó là Ấn Độ với sản lượng đạt 157,2 triệu tấn. Bảng 2.1. Sản xuất lúa gạo của thế giới từ năm 2011 đến năm 2014 Chỉ tiêu Năm 2011 Năm 2012 Năm 2013 Năm 2014 Diện tích (triệu ha) 162,713 162,264 162,622 162,716 Năng suất (tấn/ha) 44,348 45,174 44,996 45,569 721,604 733,012 739,119 741,447 Sản lượng (triệu tấn) Nguồn: FAOSTAT 2016 Về diện tích, Ấn Độ là nước có diện tích trồng lúa cao nhất với 43,855 triệu ha, đứng thứ 2 là Trung Quốc với diện tích là 30,571 triệu ha (bảng 2.2) Tình hình sản xuất lúa trên thế giới có xu hướng tăng dần nhưng tăng chậm, sản lượng năm 2011 là 721,604 triệu tấn và đến năm 2014 là 741,447 (tăng 2,75% so với năm 2011). Tuy nhiên với nhu cầu thị trường gạo và tốc độ tăng dân số như hiện nay thì cần phải nâng cao hơn nữa năng suất, sản lượng và chất lượng gạo thì mới đảm bảo an ninh lương thực cho toàn xã hội.. Theo đự đoán của FAO, trong vòng 30 năm tới, tổng sản lượng lúa trên toàn thế giới phải tăng được 56% mới đảm bảo được nhu cầu lương thực cho mọi người dân (FAO, 2014). 4 Bảng 2.2. Sản xuất lúa gạo của 10 nước đứng đầu thế giới. Năm 2013 Năm 2014 Năng Sản lượng suất (triệu tấn) (tạ/ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) Quốc gia Diện tích (triệu ha) Bangladesh 11,372 45,317 51,534 11,319 46,226 52,325 2,353 50,071 11,782 2,34 52,013 12,175 Trung Quốc 30,581 67,099 205,201 30,571 68,115 208,239 Ấn Độ 44,135 36,07 159,2 43,855 35,845 157,2 Indonesia 13,835 51,52 71,279 13,797 51,348 70,846 Nhật Bản 1,599 67,28 10,758 1,575 66,978 10,549 Myanmar 6,872 38,374 26,372 6,79 38,915 26,423 Philippin 4,746 38,852 18,439 4,739 40,019 18,967 Thái Lan 11,684 31,463 36,762 10,664 30,586 32,62 Việt Nam 7,902 55,728 44,04 7,816 57,538 44,974 Brazil Diện tích (triệu ha) Nguồn: FAOSTAT 2016 Về thị trường gạo thế giới, lượng gạo tiêu thụ khoảng 42 triệu tấn, tức giảm bớt 800.000 tấn hay 6% thấp hơn 2015, do nhu cầu ở châu Á giảm, sản xuất tại một số nước cải thiện và tiền tệ địa phương yếu kém. Nhu cầu ở châu Phi tương đối ổn định. Sự xuất khẩu của các nước cung cấp giảm bớt như Ấn Độ, Thái Lan, Việt Nam và Mỹ. Chỉ có Pakistan xuất khẩu gia tăng. Tuy nhiên, số lượng trao đổi lớn hơn ở châu Âu, Nam Mỹ và Caribbean. Xuất khẩu của các vùng khác như Úc, Brasil, Guyana và Myanmar giảm sút, trong khi Argentina, Cambodia, Trung Quốc, Paraguay, Uruguay và Pakistan gia tăng hơn năm trước. Giá gạo thế giới sau 2 năm giảm bắt đầu tăng lên vào tháng 5 do các nước xuất khẩu không còn nhiều gạo sẵn sàng và kéo dài đến tháng 8, và các nước nhập khẩu giới hạn mua thêm gạo. Tuy nhiên, giá gạo bình quân trong năm 2016 thấp hơn 2015 gần 4%. 2.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo tại Việt Nam Nằm gần giữa vùng Đông Nam châu Á, khí hậu nhiệt đới gió mùa, đặc biệt là lượng bức xạ mặt trời cao - Việt Nam rất thích hợp với sự phát triển của cây lúa. Với nhiều đồng bằng châu thổ rộng lớn có lượng phù sa bồi đắp, tương đối bằng phẳng và màu mỡ từ Bắc tới Nam (đồng bằng châu thổ sông 5 Hồng, đồng bằng châu thổ sông Cửu Long…) cùng một loạt châu thổ nhỏ hẹp ở ven sông, ven biển miền Trung. Cũng giống như các đồng bằng của các nước Đông Nam Á khác, đồng bằng châu thổ Việt Nam đều được dùng trong sản xuất nông nghiệp mà chủ yếu là trồng lúa. Chính vì thế, Việt Nam có thể là cái nôi hình thành cây lúa nước, từ lâu nó đã trở thành cây lương thực chủ yếu và có ý nghĩa to lớn trong nền kinh tế nước ta. Bảng 2.3. Tình hình sản xuất và xuất khẩu lúa gạo ở Việt Nam trong những năm gần đây 2010 Diện tích (triệu ha) 7,51 Năng suất (tạ/ha) 53,2 2011 7,65 55,3 42,39 7,10 3,651 2012 7,76 56,3 43,73 7,72 3,5 2013 7,9 55,7 44,04 6,61 2,95 2014 7,81 57,5 44,97 6,31 2,931 Năm Sản lượng Lượng xuất (triệu tấn) khẩu (triệu tấn) 39,98 6,75 Trị giá (triệu USD) 2,912 Nguồn: Hiệp hội Lương thực Việt Nam (VFA) Số liệu ở bảng 2.3 cho thấy: từ năm 2010 đến năm 2013 diện tích trồng lúa ở nước ta có xu hướng tăng dần (7,51 lên 7,9 triệu ha) nhưng năm 2014 thì diện tích trồng lúa lại giảm (7,81 triệu ha). Năng suất lúa ngày một tăng, từ 53,2 tạ/ha (2010) lên 57,5 tạ/ha (2014), sản lượng tăng từ 39,98 triệu tấn lên 44,97 triệu tấn. Sản lượng lúa cả năm 2015 ước tính đạt 45,2 triệu tấn, tăng 240,9 nghìn tấn so với năm 2014 (44,98 triệu tấn) do diện tích gieo trồng ước tính đạt 7,8 triệu ha, tăng 18,7 nghìn ha; năng suất đạt 57,7 tạ/ha, tăng 0,2 tạ/ha. Nếu tính thêm 5,3 triệu tấn ngô thì tổng sản lượng lương thực có hạt năm nay ước tính đạt 50,5 triệu tấn, tăng 319,8 nghìn tấn so với năm 2014. Trong sản xuất lúa, diện tích gieo trồng lúa đông xuân đạt 3,1 triệu ha, giảm 4,1 nghìn ha so với vụ đông xuân trước; năng suất đạt 66,5 tạ/ha, giảm 0,4 tạ/ha nên sản lượng đạt 20,7 triệu tấn, giảm 158,8 nghìn tấn, chủ yếu do bị ảnh hưởng của nắng nóng tại hầu hết các địa phương và xâm nhập mặn ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Diện tích gieo trồng lúa hè thu và thu đông đạt gần 2,8 triệu ha, tăng 51 nghìn ha; năng suất đạt 53,8 tạ/ha, tăng 0,8 tạ/ha và sản lượng đạt 15 triệu tấn, tăng 512,5 nghìn tấn. Diện tích gieo trồng lúa mùa đạt trên 1,9 triệu ha, giảm 28,2 nghìn ha 6 so với vụ mùa năm trước do các địa phương thực hiện việc dồn điền, đổi thửa và chuyển đổi một phần diện tích kém hiệu quả sang trồng cây ăn quả hoặc nuôi trồng thủy sản có thu nhập cao hơn. Năng suất lúa mùa năm nay ước tính đạt 49,2 tạ/ha, tăng 0,1 tạ/ha so với vụ mùa trước; sản lượng ước tính đạt 9,5 triệu tấn, giảm 112,7 nghìn tấn. (Tổng cục thống kê - Tình hình kinh tế xã hội năm 2015). 2.1.3. Tình hình sản xuất lúa của tỉnh Hải Dương * Định hướng phát triển lúa chất lượng cao Hải Dương là một tỉnh có truyền thống thâm canh lúa từ rất lâu, diện tích đất chủ yếu là đồng bằng, hệ thống sông ngòi dày đặc khá thuận lợi cho việc thâm canh lúa. Lúa là cây trồng chính chiếm diện tích lớn nhất. Diện tích gieo cấy lúa có xu hướng giảm dần qua các năm, song mức độ giảm chậm hơn so với giai đoạn 2006-2010 (5 năm 2006-2010 giảm trung bình 1.156ha/năm, trong 3 năm từ 2010-2013 giảm trung bình 436ha/năm). Năng suất lúa bình quân cả năm tăng; dự kiến đến 2015 đạt mục tiêu đặt ra là 61tạ/ha; sản lượng thóc đạt 759.450 tấn, tăng 39.650 tấn so mục tiêu (719.800 tấn). Sản xuất lúa chuyển biến mạnh theo hướng hàng hoá cho hiệu quả kinh tế cao. Do vậy, diện tích lúa chất lượng tăng lên rõ rệt, lúa lai tiếp tục giảm. Năm 2010, tỷ lệ diện tích lúa chất lượng là 28,9%, đến năm 2013 là 51,82 %. Lúa lai giảm 8% (từ 14,5% năm 2010 xuống 6,5% năm 2013). Dự kiến đến 2015 tỷ lệ lúa chất lượng đạt 55% (tăng 25% so mục tiêu 30%), lúa lai 7,5% (giảm 12,5% so mục tiêu 20%) (Sở Nông nghiệp và PTNT, 2015). Cơ cấu cây trồng tiếp tục chuyển dịch mạnh mẽ, linh hoạt theo hướng sản xuất hàng hoá tập trung, cho thu nhập cao, đáp ứng thị trường. Chủ yếu chuyển dịch trong nội bộ cơ cấu giống như tăng diện tích lúa chất lượng, giảm lúa lai. Nhiều giống lúa mới có chất lượng vừa năng suất cao, chống chịu tốt sâu bệnh, thời tiết được đưa vào sản xuất hạn chế việc giảm năng suất do giảm diện tích lúa lai, giảm diện tích cây rau màu, cây hàng năm để phục vụ cho hướng chuyển đổi này. Các vùng sản xuất lúa và cây rau màu truyền thống với các công thức luân canh tăng vụ bền vững, hiệu quả tiếp tục được duy trì, phát huy lợi thế, cho hiệu quả kinh tế cao điển hình như vùng hành tỏi ở Kinh Môn, Nam Sách, cà rốt ở Cẩm Giàng, Nam Sách; lúa chất lượng cao ở Thanh Miện, Bình Giang; vùng rau màu tại khu C Kim Thành, một số xã Gia Xuyên, Phạm Trấn, 7 Toàn Thắng, Đoàn Thượng huyện Gia Lộc, Phạm Kha huyện Thanh Miện, Hưng Đạo huyện Tứ Kỳ... * Cơ cấu các trà lúa và các giống lúa tại tỉnh Hải Dương Cơ cấu trà lúa tiếp tục chuyển biến tích cực theo hướng tăng diện tích trà xuân muộn, giảm diện tích trà xuân sớm, tăng mùa sớm, mùa trung, giảm mùa muộn, nhằm cho năng suất cao, hạn chế sâu bệnh, rủi ro ở 2 vụ chiêm xuân và vụ mùa, chủ động cho gieo trồng cây vụ đông vùng truyền thống. Vụ chiêm xuân giảm tỷ lệ trà xuân sớm từ 21,7% năm 2010 còn 12,01% năm 2013, xuân muộn tăng từ 78,3% lên 87,99%. Giảm trà mùa muộn năm 2010 là 4,1%, năm 2013 giảm còn 3,4%. Đến 2015 giảm trà xuân sớm còn 11%, trà mùa muộn còn 3,0%. Cơ cấu giống đi liền với việc giảm trà xuân sớm, tăng xuân muộn; tăng mùa sớm, mùa trung, giảm trà mùa muộn, cơ cấu giống cũng có những chuyển biến tích cực. Nhiều giống lúa ngắn ngày, chất lượng, năng suất cao, chống chịu sâu bệnh tốt tiếp tục được duy trì như: BT7, Q5, KD18, nếp 97, lúa lai Thục Hưng 6, Syn 6, Bắc Ưu 903 KBL ... và thường xuyên lựa chọn bổ sung cho cơ cấu giống mới. Ðặc biệt để phục vụ cho việc tăng diện tích lúa chất lượng đã bổ sung vào cơ cấu các giống lúa chất lượng chống chịu tốt với sâu bệnh nhất là bệnh bạc lá, năng suất cao hơn BT7 10-20%, chất lượng tốt như QR1, RVT, nếp ÐT52. Đưa các giống lúa lai năng suất cao, chất lượng khá, chống chịu bạc lá tốt vào sản xuất như N.89, N.69, Bi404. Bước đầu đã xây dựng thành công và hình thành một số mô hình sản xuất lớn, sản xuất an toàn là cơ sở quan trọng để tiếp tục phát triển sản xuất hàng hoá lớn, an toàn, bền vững trong thời gian tới như mô hình cánh đồng 50ha sản xuất lúa chất lượng tập trung tại Thanh Miện, Bình Giang,...; mô hình tập trung ruộng đất sản xuất lớn, áp dụng cơ giới hoá đồng bộ vào sản xuất lúa ở Thanh Miện. Xây dựng cơ cấu nhóm giống chủ lực để đảm bảo an toàn và cho hiệu quả kinh tế cao. - Nhóm giống lúa thuần chất lượng gạo cao 50% tổng diện tích gieo cấy. - Nhóm giống lúa thuần năng suất cao, thích ứng rộng 40% tổng diện tích gieo cấy. - Nhóm giống lúa lai 10% tổng diện tích gieo cấy. Thời vụ và phương thức gieo cấy là giải pháp chủ lực. 8 2.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU LÚA CHẤT LƯỢNG CAO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.2.1. Phân loại lúa trồng Về phân loại lúa trồng Oryza sativa cũng còn có nhiều quan điểm khác nhau. Tuy nhiên trên cơ sở kết quả nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã thống nhất xếp lúa trồng ở Châu Á (Oryza sativa) thuộc họ hoà thảo (Gramineae) tộc oryzae, có bộ NST 2n =24 (Nguyễn Văn Hiển, 2000). Các nhà chọn giống sử dụng dụng hệ thống phân loại cây lúa nhằm dễ dàng sử dụng các kiểu gen của cây lúa trồng, thiết thực phục vụ cho các mục tiêu tạo ra giống mới với năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu tốt hơn. Hệ thống phân loại này được áp dụng rất rộng rãi để sắp xếp tập đoàn các giống lúa thông qua tính trạng đặc trưng. Phân loại theo các chỉ tiêu chất lượng: a. Chất lượng thương trường - Phân loại theo chiều dài hạt gạo: + Nhóm hạt rất dài: khi chiều dài hạt gạo >7,50mm + Nhóm hạt rất dài: khi chiều dài hạt gạo từ 6,61-7,50 mm + Nhóm hạt trung bình: khi chiều dài hạt gạo từ 5,51-6,60 mm + Nhóm hạt ngắn: khi chiều dài hạt gạo <5,50 mm. - Phân loại theo dạng hạt gạo: + Nhóm dạng hạt thon dài: khi tỉ lệ dài/rộng của hạt gạo > 3,00 + Nhóm hạt thon: khi tỉ lệ dài/rộng của hạt gạo từ 2,21-3,00 + Nhóm hạt bầu: khi tỉ lệ dài/rộng của hạt gạo từ 1,10 -2,20 + Nhóm hạt trung bình: khi tỉ lệ dài/rộng của hạt gạo < 1,10 - Phân loại theo mùi thơm: Gồm có 3 nhóm lúa thơm, hơi thơm và không thơm + Nhóm lúa không thơm + Nhóm lúa hơi thơm + Nhóm lúa thơm. b. Chất lượng nấu nướng và dinh dưỡng - Phân loại theo độ trở hồ của hạt gạo + Nhóm lúa có độ trở hồ cao: Hạt gạo còn nguyên, màu trắng bột, Hạt gạo phồng lên, viền chưa rõ nét, hẹp. 9 + Nhóm lúa có độ trở hồ trung bình: Hạt gạo phồng lên, viền chưa rõ nét, hẹp, màu trắng bột; Hạt rã ra và nứt, tâm nhòe đục, viền rõ trong suốt. + Nhóm lúa có độ trở hồ thấp: Hạt tan ra bờ viền, tâm nhòe đục, viền rõ trong suốt; Hạt tan hết, quyện vào nhau, tâm và viền trong suốt. - Phân loại theo hàm lượng amylose của hạt gạo: Tùy theo hàm lượng amylose trong tinh bột hạt gạo và cấu tạo của tinh bột còn phân biệt lúa nếp (glutinus) và lúa tẻ (utilissima). Tinh bột có hai dạng là amylose và amylopectin. Hàm lượng amylopectin trong thành phần tinh bột hạt gạo càng cao, tức hàm lượng amylose càng thấp thì gạo càng dẻo. + Nhóm lúa nếp: khi hàm lượng amylose 0-2% + Nhóm lúa có hàm lượng amylose rất thấp: 3-10% + Nhóm lúa có hàm lượng amylose thấp: 11-19% + Nhóm lúa có hàm lượng amylose trung bình: 20-25% + Nhóm lúa có hàm lượng amylose cao: >25%. 2.2.2. Ngiên cứu di truyền các yếu tố cấu thành năng suất của cây lúa 2.2.2.1. Số hạt/bông Số hạt trên bông là tính trạng được các nhà chọn giống quan tâm nhiều, liên quan nhiều đến năng suất hạt trên cây lúa. Tính trạng này phụ thuộc vào yếu tố di truyền và được thể hiện bằng sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường (P = G x E). Các nghiên cứu gần đây đã khảng định số hạt trên bông của cây lúa là tính trạng số lượng và được xác đinh do nhiều gen qui định (tính trạng đa gen). Một số gen/locus kiểm soát tính trạng này đã được đưa ra: gen spp7 trên NST số 7, vùng liên kết với cặp chỉ thị RM500 – RM418 (Lê Hung Linh et al., 2008); gen gpp1.1 trên NST số 1 liên kết với chỉ thị RM104 (Qiang Fu et al., 2010); qGN10.2 trên NST số 10 liên kết trong cặp chỉ thị RM222 – RM4915 (Jing et al., 2010). 2.2.2.2. Tỷ lệ hạt chắc Tỷ lệ hạt chắc hay khả năng đóng hạt cũng là yếu tố quan trọng quyết định đến năng suất lúa. Các yếu tố ngoại cảnh (mùa vụ, điều kiện thời thiết, kỹ thuật sản xuất) ảnh hưởng lớn đến tỉ lệ hạt chắc ở cây lúa. Tỉ lệ hạt chắc được quyết định ở thời kỳ trước và sau trỗ, nếu gặp điều kiện bất thuận trong thời kỳ này thì tỉ lệ lép sẽ cao. Tỷ lệ hạt chắc ở cây lúa phổ biến dao động từ 90 – 95%, cao là 95 – 98%, cũng có khi dưới 70% hoặc thậm chí còn thấp hơn nữa (Nguyễn 10