Tài liệu đánh giá khả năng thích ứng và mở rộng một số giống lúa thuộc loài phụ japonica (đs1, j01, j02) tại đồng bằng sông hồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM -----------------*------------------- PHẠM VĂN VŨ ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THÍCH ỨNG VÀ MỞ RỘNG MỘT SỐ GIỐNG LÚA THUỘC LOÀI PHỤ JAPONICA (ðS1, J01, J02) TẠI ðỒNG BẰNG SÔNG HỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM -----------------*------------------- PHẠM VĂN VŨ ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THÍCH ỨNG VÀ MỞ RỘNG MỘT SỐ GIỐNG LÚA THUỘC LOÀI PHỤ JAPONICA (ðS1, J01, J02) TẠI ðỒNG BẰNG SÔNG HỒNG Chuyên ngành : Khoa học cây trồng Mã số : 60.62.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. LÊ QUỐC THANH HÀ NỘI, 2014 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2 LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành ñề tài tốt nghiệp, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi ñã nhận ñược rất nhiều sự quan tâm, giúp ñỡ nhiệt tình của thầy cô, bạn bè, ñồng nghiệp và người thân. Trước tiên tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn khoa học TS. Lê Quốc Thanh - Giám ñốc Trung tâm Chuyển giao Công nghệ và Khuyến nông. Thầy ñã tận tâm và nhiệt tình giúp ñỡ, truyền ñạt kiến thức chuyên môn, trao ñổi phương pháp luận, ý tưởng, nội dung và phương pháp nghiên cứu, ñộng viên tôi hoàn thành luận văn. Nhân dịp này tôi xin chân thành cám ơn Ban lãnh ñạo Trung tâm Chuyển giao công nghệ và Khuyến nông, lãnh ñạo phòng Nghiên cứu ứng dụng và phát triển Dự án, lãnh ñạo các phòng ban trong Trung tâm cùng toàn thể các cán bộ công nhân viên của Trung tâm ñã tạo ñiều kiện và nhiệt tình giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám ñốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Ban ðào tạo Sau ñại học - Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam ñã giúp ñỡ tôi rất nhiều trong quá trình học tập, nghiên cứu và tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn tất các thủ tục bảo vệ luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh ñạo, cán bộ, công nhân viên Trung tâm Giống cây Trồng Nam ðinh, ñã tạo ñiều kiện và giúp ñỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện ñề tài. Và cuối cùng tôi xin ñược dành những tình cảm, lời cảm ơn sâu sắc nhất tới toàn thể người thân trong gia ñình, bạn bè thân thiết, ñặc biệt là vợ và con trai tôi ñã luôn ñộng viên, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành bản luận văn này. Học viên Phạm Văn Vũ Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan, ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Lê Quốc Thanh trong suốt thời gian từ năm 2012 - 2014. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả của luận văn Phạm Văn Vũ Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... i LỜI CAM ðOAN .................................................................................................. ii MỤC LỤC............................................................................................................. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... ix MỞ ðẦU .................................................................................................................1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI ...4 1.1 Những nghiên cứu về cây lúa .....................................................................4 1.1.1. Nguồn gốc phân loại thực vật của cây lúa .....................................................4 1.1.2. 1.2. 1.2.1. 1.2.2. Phân loại lúa .................................................................................................6 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam ..............................8 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới ........................................................8 Tình hình sản xuất lúa tại Việt Nam ............................................................ 11 1.3. Tình hình nghiên cứu lúa Japonica trên thế giới và Việt Nam ............... 15 1.3.1. Tình hình nghiên cứu lúa Japonica trên thế giới .......................................... 15 1.3.2. Tình hình nghiên cứu lúa Japonica tại Việt Nam ......................................... 17 1.4. 1.4.1. 1.4.2. 1.4.3. Vai trò của các biện pháp kỹ thuật canh tác ñối với năng suất lúa ............ 19 Giống.......................................................................................................... 19 Mật ñộ gieo cấy .......................................................................................... 22 Phân bón ..................................................................................................... 23 1.5. Yêu cầu sinh thái của lúa japonica........................................................... 26 1.6. Các giải pháp phát triển lúa Japonica tại Việt Nam ............................... 31 Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 34 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.2. Vật liệu, thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu .............................................. 34 Vật liệu nghiên cứu ..................................................................................... 34 Thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu ............................................................... 35 Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 35 2.3. 2.4. 2.5. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 35 Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................ 37 Các chỉ tiêu theo dõi.................................................................................. 37 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 38 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii 3.1. Kết quả ñánh giá tính thích ứng của một số dòng/giống lúa Japonica ðS1, J01 và J02 tại ðồng Bằng Sông Hồng ............................................. 38 3.1.1. ðặc ñiểm sinh trưởng của các giống lúa giai ñoạn mạ ................................. 38 3.1.2. Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng và phát triển của các giống thí nghiệm ........................................................................................................ 41 3.1.3. ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống thí nghiệm .............. 43 3.1.4. Khả năng ñẻ nhánh của các giống khảo nghiệm .......................................... 46 3.1.5. Mức ñộ nhiễm sâu bệnh của các giống khảo nghiệm ................................... 48 3.1.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm . 50 3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng phân bón Kali và mật ñộ cấy ñến giống lúa ñược tuyển chọn J01 trong vụ Xuân 2013 tại Nam ðịnh .................................................................................................. 54 3.2.1. Ảnh hưởng của liều lượng phân bón Kali và mật ñộ cấy ñến thời gian sinh trưởng của giống lúa J01 ............................................................................. 54 3.2.2. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến ñộng thái tăng trưởng chiều cao cây của giống lúa J01, vụ Xuân 2013 tại nam ðịnh ............ 56 3.2.3. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến khả năng ñẻ nhánh của giống lúa J01, vụ Xuân 2013 tại Nam ðịnh ................................ 57 3.2.4. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống lúa J01, vụ Xuân 2013 tại Nam ðịnh............................................................................................................ 58 3.2.5. Hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm ñối với giống lúa Japonica J01, vụ Xuân 2013 tại Nam ðịnh ................................................................ 60 3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón Kali và mật ñộ cấy ñến giống lúa ñược tuyển chọn J01 trong vụ Xuân 2013 tại Hà Nội ............. 61 3.3.1. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến thời gian sinh trưởng của giống lúa J01 tại Hà Nội ............................................................ 61 3.3.2. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến chiều cao cây và khả năng ñẻ nhánh của giống lúa J01 tại Hà Nội ......................................... 62 3.3.3. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống lúa J01, vụ Xuân 2013 tại Hà Nội ................... 63 3.3.4. Hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm ñối với giống lúa Japonica J01, vụ Xuân 2013 tại Hà Nội ..................................................................... 65 3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phân Kali và mật ñộ cấy ñối với Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv giống lúa ñược tuyển chọn J01 trong vụ Mùa 2013 tại Nam ðịnh ......... 67 3.4.1. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến thời gian sinh trưởng của giống lúa J01 vụ Mùa 2013 tại Nam ðịnh ................................. 67 3.4.2. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến khả năng ñẻ nhánh và chiều cao cây của giống lúa J01 trong vụ Mùa 2013 tại Nam ðịnh..................... 68 3.4.3. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống lúa J01, vụ Mùa 2013 tại Nam ðịnh............................................................................................................ 69 3.4.5. Hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm ñối với giống lúa Japonica J01, vụ Mùa 2013 tại Nam ðịnh ................................................................. 71 3.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phân Kali và mật ñộ cấy ñối với giống lúa ñược tuyển chọn J01 trong vụ Mùa 2013 tại Hà Nội............... 72 3.5.1. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến thời gian sinh trưởng của giống lúa J01 vụ Mùa 2013 tại Hà Nội ...................................... 72 3.5.2. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến khả năng ñẻ nhánh và chiều cao cây của giống lúa J01 trong vụ Mùa 2013 tại Hà Nội ... 73 3.5.3. Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống lúa J01, vụ Mùa 2013 tại Hà Nội .................. 74 3.5.4. Hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm ñối với giống lúa Japonica J01, vụ Mùa 2013 tại Hà Nội ...................................................................... 76 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ ................................................................................... 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 80 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BT7 Bắc thơm số 7 CS Cộng sự CCCC Cao cây cuối cùng ð/C ðối chứng ðN ðẻ nhánh FAO Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc LSD Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (least significant difference) NN & PTNT Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu P1000 hạt Khối lượng 1000 hạt RCB Kiểu bố trí thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn toàn (Randomized Complete Block Design - RCB) TCN Tiêu chuẩn ngành TGST Thời gian sinh trưởng Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Bảng Tên bảng 1. Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới 10 2. Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam 13 3. Bảng 3.1. Một số ñặc ñiểm sinh trưởng của mạ vụ Mùa 2012 39 4. Bảng 3.2. Một số ñặc ñiểm sinh trưởng của mạ vụ Xuân 2013 40 5. Bảng 3.3. 6. Bảng 3.4. 7. Bảng 3.5. Khả năng ñẻ nhánh của các giống khảo nghiệm 47 8. Bảng 3.6. Mức ñộ nhiễm sâu bệnh của các giống lúa khảo nghiệm 49 9. Bảng 3.7. 10. Bảng 3.8. 11. Bảng 3.9. Thời gian sinh trưởng và phát triển của các giống thí nghiệm vụ Mùa 2012 Thời gian sinh trưởng và phát triển của các giống thí nghiệm vụ Xuân 2013 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa trong vụ Mùa 2012 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa trong vụ Xuân 2013 Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến TGST của giống lúa J01, vụ Xuân 2013 tại Nam ðịnh Trang 42 43 51 53 55 Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến 12. Bảng 3.10. khả năng ñẻ nhánh của giống lúa J01, vụ Xuân 2013 tại 57 Nam ðịnh Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến 13. Bảng 3.11. các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống 59 lúa J01, vụ Xuân 2013 tại Nam ðịnh 14. Bảng 3.12. 15. Bảng 3.13. Hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm trên giống lúa J01, vụ Xuân 2013 tại Nam ðịnh Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy TGST của giống lúa J01, vụ Xuân 2013 tại Hà Nội Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 60 61 Page vii Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến 16. Bảng 3.14. khả năng ñẻ nhánh của giống lúa J01, vụ Xuân 2013 tại 63 Hà Nội Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến 17. Bảng 3.15. các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống 64 lúa J01, vụ Xuân 2013 tại Hà Nội 18. Bảng 3.16. 19. Bảng 3.17. Hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm trên giống lúa J01, vụ Xuân 2013 tại Hà Nội Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến TGST của giống lúa J01, vụ Mùa 2013 tại Nam ðịnh 66 67 Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến 20. Bảng 3.18. Khả năng ñẻ nhánh của giống lúa J01, vụ Mùa 2013 tại 68 Nam ðịnh Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến 21. Bảng 3.19. các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống 70 lúa J01, vụ Mùa 2013 tại Nam ðịnh 22. Bảng 3.20. 23. Bảng 3.21. Hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm trên giống lúa Japonica J01, vụ Mùa 2013 tại Nam ðịnh Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến TGST của giống lúa J01, vụ Mùa 2013 tại Hà Nội 71 72 Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến 24. Bảng 3.22. Khả năng ñẻ nhánh của giống lúa J01, vụ Mùa 2013 tại 73 Hà Nội Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến 25. Bảng 3.23. các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống 75 lúa J01, vụ Mùa 2013 tại Hà Nội 26. Bảng 3.24. Hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm trên giống lúa Japonica J01, vụ Mùa 2013 tại Hà Nội Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 76 Page viii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Hình 1 Hình 1.1. 2 Hình 3.1. 3 Hình 3.2. 4 Hình 3.3. 5 Hình 3.4. Tên hình Sơ ñồ tổ tiên của cây lúa trồng (O.sativa) ðồ thị ñộng thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống lúa tại Nam ðịnh, vụ Mùa 2012 ðồ thị ñộng thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống lúa tại Hà Nội, vụ Mùa 2012 ðồ thị ñộng thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống lúa tại Nam ðịnh, vụ Xuân 2013 ðồ thị ñộng thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống lúa tại Hà Nội, vụ Xuân 2013 Trang 6 44 44 45 46 Ảnh hưởng của liều lượng phân Kali và mật ñộ cấy ñến 6 Hình 3.5. ñộng thái tăng trưởng chiều cao cây của giống lúa J01 56 tại Nam ðịnh, vụ Xuân 2013 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ix 1 MỞ ðẦU 1. Tính cấp thiết của ñề tài Việt Nam từ lâu ñã ñược coi là cái nôi của nền văn minh lúa nước và ñã ñược khẳng ñịnh như một thương hiệu ñối với thế giới. Từ một nước thiếu lương thực triền miên ở những thập niên 70 – 80 thế kỷ trước, ñến nay nước ta ñã trở thành nước xuất khẩu gạo ñứng hàng thứ hai thế giới. Tuy nhiên, xuất khẩu gạo của Việt Nam ñang gặp phải rất nhiều khó khăn thách thức. Mỗi năm, Việt Nam xuất khẩu 6 - 7 triệu tấn gạo, chiếm ñến gần 30% lượng gạo giao dịch trên toàn thế giới. Tuy nhiên, do sự thiếu ña dạng về mặt hàng, chất lượng gạo không tăng trong khi giá thành sản xuất các mặt hàng gạo chất lượng có xu hướng tăng lên, dẫn ñến giá gạo bình quân của Việt Nam chỉ ñạt khoảng 80% so với bình quân thế giới và thường thấp hơn gạo cùng phẩm cấp của Thái Lan, Ấn ðộ từ 50 – 100 USD/tấn. Vì vậy cần bổ sung các giống mới và biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp nhằm ña dạng hóa và nâng cao chất lượng sản phẩm. Lúa Japonica chiếm khoảng 20% tổng diện tích trồng lúa trên thế giới (tương ñương khoảng 26 triệu ha) và gạo Japonica chiếm khoảng 12% thị phần toàn cầu. Hiện nay, bằng các nguồn nhập nội và lai tạo của nhiều tác giả trong nước ñã có nhiều giống lúa thuộc loài phụ Japonica có tiềm năng, năng suất, chất lượng cao ra ñời. Lúa Japonica có ñặc ñiểm thấp cây ñến trung bình chịu thâm canh cao, chống chịu sâu bệnh, chống ñổ khá, chịu lạnh tốt, cơm dẻo, ñậm, hàm lượng amylose dao ñộng từ 14 – 18%. Vì vậy việc mở rộng nghiên cứu phát triển sản xuất lúa Japonica cần ñược xem như là một tất yếu trong quá trình chuyển ñổi thị trường và các tiến bộ kỹ thuật về giống. Thị trường tiêu dùng trong nước và xuất khẩu lúa gạo Japonica là khá triển vọng. Với các chương trình tự do hóa thương mại, ñặc biệt là Hiệp ñịnh Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 ðối tác kinh tế chiến lược xuyên Thái Bình Dương TPP, lúa gạo Japonica có thể trở thành một ngành hàng xuất khẩu của nước ta. ðồng bằng Sông Hồng có hơn 1 triệu ha ñất gieo trồng lúa chiếm 92,9% diện tích cây lương thực của vùng và chiếm khoảng 14,7% diện tích gieo trồng lúa của cả nước (2012). ðây là vùng có ñiều kiện khí hậu, ñất ñai và trình ñộ thâm canh của người nông dân cao, rất phù hợp cho sản xuất lúa nói chung và sản xuất lúa hàng hóa nói riêng. Xuất phát từ những lý do trên, việc: “ðánh giá khả năng thích ứng và mở rộng một số giống lúa thuộc loài phụ Japonica (ðS1, J01, J02) tại ðồng Bằng Sông Hồng” là ñề tài mang tính thực tiễn cao và rất cần thiết nhằm xác ñinh giống và biện pháp kỹ thuật phù hợp phục vụ sản xuất lúa gạo theo hướng hàng hóa. 2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài - ðánh giá ñược khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống lúa thuộc loài phụ Japonica (ðS1, J01 và J02) từ ñó xác ñịnh ñược giống phù hợp cho cơ cấu vùng nghiên cứu. - Xác ñịnh mật ñộ và liều lượng phân bón kali phù hợp cho giống lúa ñược lựa chọn tại vùng ðồng bằng Sông Hồng. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả của ñề tài là các dẫn liệu khoa học khẳng ñịnh khả năng thích nghi sinh thái của các giống lúa Japonica tại vùng ðồng bằng Sông Hồng; là cơ sở ñể mở rộng và phát triển giống lúa Japonica tại các tỉnh ðồng bằng Sông Hồng và các vùng khác có ñiều kiện tương tự trong thời gian tới. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Xác ñịnh ñược giống phù hợp nhất, mật ñộ cấy tối ưu và liều lượng bón Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2 3 kali thích hợp cho sinh trưởng, phát triển, năng suất và hiệu quả kinh tế cao của giống lúa Japonica ñược tuyển chọn, khuyến cáo cho người dân có thêm giống lúa chất lượng, năng suất cao, góp phần thúc ñẩy sản xuất lúa gạo theo hướng hàng hóa. 4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1. ðối tượng nghiên cứu Gồm 3 giống lúa thuộc loài phụ Japonica ðS1, J01, J02. 4.2. Phạm vi nghiên cứu - So sánh một số giống lúa thuộc loài phụ Japonica ðS1, J01, J02. - Nghiên cứu mật ñộ cấy và liều lượng phân bón kali cho giống ñược lựa chọn tại các vùng nghiên cứu. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 1.1 Những nghiên cứu về cây lúa 1.1.1. Nguồn gốc phân loại thực vật của cây lúa Có rất nhiều quan ñiểm khác nhau về nguồn gốc của cây lúa. Tuy nhiên, quan ñiểm cho rằng cây lúa trồng ngày nay là kết quả của sự tiến hoá liên tục của cây lúa dại dưới sự tác ñộng của con người và thiên nhiên qua nhiều thiên niên kỷ là quan ñiểm thống nhất. Tác giả Oka H.I (1988) [55] – lại cho rằng Oryza sativa có nguồn gốc từ cây lúa dại lâu năm Oryza rufipogon. Lúa thuộc chi Oryza có từ 130 triệu năm trước, tồn tại như một loại cỏ dại trên ñất Gondwana ở siêu lục ñịa, sau này vỡ thành Châu á, Châu Mỹ, Châu Úc và Châu Nam Cực. Lúa ñược thuần hoá rất sớm khoảng 10.000 năm trước công nguyên (Khush và CS, 1994) [45] Tác giả Chang cho rằng lúa trồng Oryza sativa ñược tiến hóa từ cây lúa dại hàng năm Oryza nivara. Do thích ứng với ñiều kiện khí hậu ñặc biệt là nhiệt ñộ lúa Oryza sativa tiến hóa thành ba nhóm: Indica thích hợp với khí hậu nhiệt ñới, Japonica thích hợp với khí hậu lạnh và cho năng suất cao, và Javanica có ñặc tính trung gian (Chang T.T., 1985) [27]. Cũng theo Chang (1985), lúa có nguồn gốc ở chân dãy Hymalaya sau ñó lan rộng rải rác ở Châu Phi, Châu Úc, .... Loài lúa trồng có ở Châu á (Oryza sativa) vào thời kỳ ñồ ñá cách ñây khoảng 10.000 – 15.000 năm. Sự biến ñộng của thời tiết và khí hậu ñã tạo nên các giống lúa ñang ñược gieo trồng hiện nay ở Châu á như Ấn ðộ, Trung Quốc, ðông Nam á và ông cũng ñặt ra giả thiết là các giống thuộc loài phụ Japonica có thể do tiến hoá từ các giống thuộc loài phụ Indica nhiệt ñới ñầu tiên hoặc có thể do phát triển ñộc lập từ tổ Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4 5 tiên chung sau khi quả ñất nguyên thuỷ Gondwanaland tách rời thành 5 lục ñịa (Châu Á, Châu Úc, châu Phi, châu Mỹ, châu Âu gồm cả Bắc Cực). Việt Nam thuộc vùng khí hậu nhiệt ñới nên có cả lúa Indica và Japonica (Chang T.T., 1985) [27]. Watanabe (1973) cho rằng lúa Japonica có nguồn gốc từ Lào còn các giống lúa Indica có nguồn gốc từ Ấn ðộ. Việt Nam là vùng khí hậu nhiệt ñới nằm trong vùng ña dạng sinh thái gồm cả lúa Indica và Japonica. Theo Matsuto, T. (1997) [52] cho rằng lúa tìm thấy ở Trung Quốc cách ñây 7.000 năm. Có hai giả thuyết về nguồn gốc của loài phụ Japonica, thứ nhất là cây lúa Japonica có nguồn gốc ở miền Bắc dãy núi Hymalaya, thứ hai là do lúa Indica tiến hoá thành và di chuyển lên miền Bắc Trung Quốc từ ñó ñến Nhật. Lúa Japonica là loại hình cây thấp ñến trung bình, lá to, xanh ñậm, bông chụm, hạt ngắn, vỏ trấu dầy, ít rụng hạt, chống ñổ tốt, có khả năng chống chịu nhiều sâu bệnh, thời gian sinh trưởng từ ngắn ñến trung bình. Một ưu ñiểm của lúa Japonica là khả năng chịu lạnh, ngưỡng nhiệt ñộ thấp cho sinh trưởng là xung quanh 15oC, tuy nhiên nếu nhiệt ñộ xuống tới 110C, giai ñoạn trỗ bông sẽ dẫn ñến gây hại nặng. Giống lúa Japonica thích hợp với vùng trồng có khí hậu ôn ñới, cận nhiệt ñới và có thể trồng ở những nơi có ñộ cao trên 1000m, trong khi ñó, giống Indica chỉ trồng ñược ở vùng nhiệt ñới ẩm, thích nghi với ñiều kiện thâm canh, chịu phân tốt, nên có khả năng cho năng suất cao. Theo kết quả các nghiên cứu gần ñây: Lúa trồng Châu á xuất hiện cách ñây khoảng 8.000 năm, từ hai trung tâm khởi nguyên là Ấn ðộ và Trung Quốc. Thế kỷ thứ nhất, lúa ñược ñưa vào trồng ở vùng ðịa Trung Hải như Ai Cập, Italia và Tây Ban Nha, ñến thế kỷ thứ 18 cây lúa ñược nhập vào Mỹ (LuBR và cộng sự, 1996). Cây lúa phát triển về cả hai hướng ðông và Tây, theo hướng ðông ñầu thế kỷ XI cây lúa từ Ấn ðộ ñược nhập vào Indonesi, Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 cho ñến nay cây lúa có mặt trên tất cả các Châu lục, bao gồm các nước nhiệt ñới, á nhiệt ñới và một số nước ôn ñới (Nguyễn Hữu Nghĩa và Lê Vĩnh Thảo) [15]. 1.1.2. Phân loại lúa Cây lúa thuộc ngành thực vật có hoa Angiospermae, lớp một lá mầm Monocotyledones, bộ hoà thảo có hoa Graminales, họ hòa thảo Graminae, chi Oryza. Chi Oryza có nhiều loài khác nhau bao gồm cả các loài hàng niên và ña niên. Tuy nhiên, trên thế giới chỉ có cư dân ở hai vùng châu Á và châu Phi biết thuần dưỡng cây lúa từ loài lúa hoang dại thành lúa trồng cách ñây hàng vạn năm ñể cung cấp lương thực cho con người. ðó chính là hai loài lúa trồng Oryza sativa ở châu Á và Oryza glaberrima ở Tây Phi. Có thể hiểu tổ tiên của lúa trồng hiện nay theo sơ ñồ sau: Hình 1.1: Sơ ñồ tổ tiên của cây lúa trồng (O.sativa) (Loresto và CS, 1996) [49]. Loài lúa trồng O. sativa L ñược phân bố rộng rãi trên toàn thế giới, là loài chiếm ưu thế trong sản xuất và tiêu thụ vì có tiềm năng sản xuất cao hơn loài O. glaberrima tới 2-3 lần. Hiện tại thế giới có khoảng 120.000 giống lúa O. sativa, ñược phân loại Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 7 thành 2 nhóm giống - phụ (sub-species) chính là Indica và Japonica. Việc phân loại dựa theo ñặc tính hình thái và sinh lý, tính chịu hạn, như chiều cao, màu sắc lá, phản ứng phenol, v.v., nhất là sự khác biệt môi trường sinh sống (habitat). Indica là lúa vùng ñất thấp, ngập nước (lowlands) của vùng Châu Á nhiệt ñới, còn Japonica là lúa của vùng ñất cao (Uplands, lúa rẫy) trên ñồi núi của vùng Nam Trung Quốc, ðông Dương, ðông Nam Á, Indonesia, và ngay cả ở Châu Phi và Châu Mỹ. Loài phụ Japonica lại ñược phân loại thành 2 dạng khác biệt, dạng nhiệt ñới tức Javanica, và dạng ôn ñới Japonica. Ngoài 2 nhóm chính này, với phương pháp ñánh dấu di truyền (gentic markers) còn phân biệt thêm nhiều giống phụ nhỏ khác, trong số này quan trọng là nhóm lúa ñất cao kháng hạn - Aus (upland drought-tolerant Aus) của Ấn ðộ và Bangladesh, lúa ngập sâu (deep water) Ashina của Bangladesh, và lúa thơm Basmati của Ấn ðộ (Ke-Fu Yu và CS, 2009) [44]. Căn cứ vào những ñiều tra nghiên cứu ngày nay về mối quan hệ giữa kiểu gen và kiểu hình của cây lúa, người ta phân cây lúa thành 6 nhóm: + Nhóm 1: Lúa Indica ñiển hình, có ở các nước trên thế giới. + Nhóm 2: Gồm các giống lúa ngắn ngày, chịu hạn, lúa vùng cao phân bố ở tiểu lục ñịa Ấn ðộ. + Nhóm 3 và 4: Gồm các loại lúa ngập nước của Ấn ðộ và Bangladesh. + Nhóm 5: Gồm các loại lúa thơm có ở tiểu lục ñịa Ấn ðộ như Basmati370. + Nhóm 6: Bao gồm các loài Indica và Japonica ñiển hình. (Theo G.S Khush và cộng sự, 1994) [45]. Ngoài ra, các nhà khoa học còn dựa vào thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, phản ứng trỗ bông với quang chu kỳ, … ñã phân loại lúa theo các nhóm ñiển hình. Viện nghiên cứu Lúa quốc tế (IRRI, 1996) [36] khi căn cứ vào chiều cao cây ñã chia lúa ra 3 loại sau: Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7 + Giống nửa lùn có chiều cao cây nhỏ hơn 100 cm; + Giống cao trung bình có chiều cao cây từ 110 - 130 cm; + Giống lúa cao cây có chiều cao cây lớn hơn 130 cm. Dựa vào thời gian sinh trưởng của cây lúa, ðinh Văn Lữ (1978) [13] ñã chia ra thành 3 nhóm: + Giống lúa ngắn ngày có TGST từ 100 – 130 ngày; + Giống lúa trung ngày có TGST từ 130 – 140 ngày; + Giống lúa dài ngày có TGST trên 150 ngày. Viện lúa quốc tế ñã phân chia các nhóm giống theo vùng sinh thái như lúa có nước tưới (nhóm ngắn ngày, nhóm trung ngày, nhóm dài ngày), lúa nước trời, lúa cạn, lúa nước sâu. Các nhóm lúa cũng ñược phân chia theo khả năng chống chịu ñiều kiện bất lợi như chịu lạnh, chịu nóng,…, chống chịu sâu bệnh chính như ñạo ôn, khô vằn, bạc lá, rầy nâu, … (IRRI, 1995) [36]. 1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam 1.2.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới Cây lúa có khả năng thích ứng rộng với các ñiều kiện sinh thái: Từ nơi có vĩ ñộ cao như Hắc Long Giang (Trung Quốc) 530B ñến Nam bán cầu: New South (Úc) 350N, vùng phân bố chủ yếu ở Châu á từ 300B ñến 100N. Lúa có thể sinh sống ñược ở những vùng ẩm ướt ñến khô cạn nhất thế giới. Lúa còn ñược gieo trồng dọc bờ biển Arakan của Myanma (lượng mưa trung bình mùa gieo trồng trên 5.100mm) và ở Alhasa Oasic ở Saudi Arabia (lượng mưa trung bình dưới 100mm). Lúa cũng còn ñược trồng ở những vùng có nhiệt ñộ thay ñổi lớn như Upper Sind Pakistan hoặc ñược trồng dưới phổ mặt trời vô cùng lớn từ 50 – 95 Kilolenglay/vụ (Jay Maclean, 1985) [38]. Trên thế giới có khoảng trên 100 nước trồng lúa (chủ yếu ở Châu Á) trong ñó sản xuất chủ yếu ở 25 nước (với 17 nước nằm trong vùng ðông Nam và Nam Châu Á). Trên 85% sản lượng lúa tập trung ở 8 nước Châu á là Trung Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8