Luận án Nghiên cứu xác định một số giống lúa mới có năng suất chất lượng cao cho các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ

174 trang yendo 5720

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu xác định một số giống lúa mới có năng suất chất lượng cao cho các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

luan_an_nghien_cuu_xac_dinh_mot_so_giong_lua_moi_co_nang_sua.pdf

Nội dung text: Luận án Nghiên cứu xác định một số giống lúa mới có năng suất chất lượng cao cho các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ

I LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận án nào trước đây. Toàn bộ các thông tin trích dẫn trong luận án đã được ghi rõ xuất xứ. TÁC GIẢ LUẬN ÁN Lâm Xuân Thái
II LỜI CẢM ƠN Tác giả Luận án xin chân thành cảm ơn: Viện KHNN Việt Nam, Ban Đào tạo sau đại học. Bộ môn Chọn tạo giống lúa thâm canh và đặc sản thuộc Trung tâm lúa thuần, Viện Cây lương thực - CTP; Viện Di truyền Nông nghiệp; Viện Nghiên cứu lúa thuộc Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đã cung cấp nguồn vật liệu. Sở Khoa học & Công nghệ tỉnh Hà Tĩnh; UBND huyện, Phòng Nông nghiệp & PTNT, Trung tâm ứng dụng KHKT huyện Cẩm Xuyên – Hà Tĩnh, đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành Luận án. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Lê Vĩnh Thảo và PGS.TS. Nguyễn Văn Hoan đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ hết sức tận tình trong suốt cả quá trình học tập, nghiên cứu để tôi hoàn thành Luận án này. Tôi xin cảm ơn: - Các thầy các cô, các đồng nghiệp trong ngành Nông nghiệp & PTNT đã quan tâm giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu. - Các cộng tác viên của các Tổ sản xuất giống: Thôn 9 xã Cẩm Thăng - Cẩm Xuyên - Hà Tĩnh; Thôn 3 xã Kỳ Tiến - Kỳ Anh - Hà Tĩnh; Hợp tác xã Nại Cửu - Triệu Phong - Quảng Trị; Trại giống Vĩnh Thủy - Vĩnh Linh - Quảng Trị đã tạo điều kiện giúp đỡ và cộng tác trong suốt thời nghiên cứu. - Th.S Nguyễn Văn Vương; KS. Đào Thị Duyên; Ông Lê Văn Xuân xã Kỳ Tiến - Kỳ Anh - Hà Tĩnh; Ông Trần Tuất xã Nại Cửu - Triệu Phong - Quảng Trị đã nhiệt tình hỗ trợ trong suốt thời gian nghiên cứu. - Các thành viên trong gia đình, bạn bè thân hữu đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện Luận án. TÁC GIẢ LUẬN ÁN
III MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II CÁC CHỮ VIẾT TẮT VII DANH MỤC CÁC BẢNG VIII DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ XII MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu nghiên cứu 2 2.1. Mục tiêu tổng thể 2 2.2. Mục tiêu cụ thể 3 3. Những đóng góp mới của luận án 3 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4 4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 4 4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 4 5. Đối tượng và phạm vị nghiên cứu của đề tài 5 5.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài 5 5.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài 5
IV CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 6 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và ở Việt Nam 6 1.1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới 6 1.1.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam và các tỉnh vùng Bắc Trung Bộ 9 1.2. Nghiên cứu lúa trên thế giới và ở Việt Nam 13 1.2.1. Nghiên cứu một số đặc điểm nông của các giống lúa 13 1.2.2. Nghiên cứu một số chỉ tiêu chất lượng gạo 18 1.2.3. Phương pháp chọn tạo giống lúa thơm, lúa chất lượng cao 23 1.2.4. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm, lúa chất lượng cao trên thế giới 27 1.2.5. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm, lúa chất lượng cao ở Việt Nam 29 1.2.6. Nghiên cứu về dinh dưỡng của cây lúa 32 1.3. Điều kiện tự nhiên của các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ 35 1.3.1. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Hà Tĩnh 35 1.3.2. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Quảng Trị 37 1.3.3. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Thừa Thiên Huế 37 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.1. Vật liệu nghiên cứu 41 2.1.1. Giống lúa 41 2.1.2. Phân bón 41 2.1.3. Thuốc bảo vệ thực vật 42 2.2. Nội dung nghiên cứu 42 2.2.1. Nội dung 1: Điều tra thực trạng sản xuất lúa của tỉnh Hà Tĩnh và tỉnh Quảng Trị 42 2.2.2. Nội dung 2: Đánh giá các giống lúa mới cho các tỉnh Hà Tĩnh và Quảng Trị 43
V 2.2.3. Nội dung 3: Thí nghiệm hoàn thiện kỹ thuật canh tác đối với các giống lúa mới triển vọng 46 2.2.4. Nội dung 4: Trình diễn sản xuất thử các giống lúa mới 48 2.3. Phương pháp nghiên cứu 49 2.3.1. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu 49 2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu 54 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 56 3.1. Đánh giá thực trạng sản xuất lúa tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 56 3.1.1. Thực trạng sản xuất lúa tại Hà Tĩnh từ 2003 - 2007 56 3.1.2. Thực trạng sản xuất lúa tại Quảng Trị từ 2003 - 2008 60 3.1.3. Đánh giá tồn tại sản xuất lúa tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 62 3.1.3. Một số chỉ tiêu nông hóa của đất tại các điểm nghiên cứu 71 3.2. Đánh giá các giống lúa mới cho Hà Tĩnh và Quảng Trị 72 3.2.1. Đánh giá sơ bộ các giống lúa mới cho Hà Tĩnh và Quảng Trị 72 3.2.2. Đánh giá giá trị canh tác và giá trị sử dụng với các giống được tuyển chọn tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 86 3.2.3. Đánh giá độ ổn định về năng suất và chỉ số thích nghi của các giống thử nghiệm tại Hà Tĩnh và Quảng Trị. 110 3.3. Thí nghiệm hoàn thiện kỹ thuật canh tác đối với các giống lúa được tuyển chọn 116 3.3.1. Thí nghiệm xác định công thức mật độ và phân bón thích hợp cho các giống lúa được tuyển chọn tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 116 3.3.2. Thí nghiệm xác định thời vụ gieo thích hợp cho các giống lúa được tuyển chọn tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 128 3.4. Trình diễn các giống lúa mới được tuyển chọn tại Hà Tĩnh, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế 134
VI 3.4.1. Trình diễn các giống lúa mới được tuyển chọn tại Hà Tĩnh 134 3.4.2. Trình diễn các giống lúa mới được tuyển chọn tại Quảng Trị 136 3.4.3. Trình diễn các giống lúa mới được tuyển chọn tại Thừa Thiên Huế 139 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 143 1. Kết luận: 143 2. Đề nghị: 145 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO 148
VII CÁC CHỮ VIẾT TẮT CCC Chiều cao cây CDB Chiều dài bông CDLĐ Chiều dài lá đòng CLT&CTP Cây lương thực và Cây thực phẩm ĐDGĐT Độ dài giai đoạn trổ ĐC Đối chứng ĐX Xuân ĐTCB Độ thoát cổ bông ĐTĐR Độ thuần đồng ruộng HT Hè Thu HV3 Hương Việt 3 (tên giống lúa) IRRI Viện Nghiên cứu lúa Quốc Tế KL Khối lượng KNCC Khả năng chống chịu NN & PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu SNHH Số nhánh hữu hiệu TB Trung bình TGST Thời gian sinh trưởng
VIII DANH MỤC CÁC BẢNG STT bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1. Dự báo sản xuất lúa của Việt Nam đến năm 2030 11 Bảng 1.2. Thống kê một số chỉ tiêu khí tượng thủy văn của Hà Tĩnh trong 5 năm từ 2005- 2009 36 Bảng 3.1. Tình hình sử dụng giống lúa của nông dân Hà Tĩnh và Quảng Trị trong năm 2008 63 Bảng 3.2. Phương thức gieo/cấy lúa, lượng hạt giống gieo thẳng, và chấp hành thời vụ của nông dân Hà Tĩnh và Quảng Trị trong năm 2008 65 Bảng 3.3. Tình hình sử dụng phân bón cho lúa của nông dân Hà Tĩnh và Quảng Trị trong năm 2008 68 Bảng 3.4. Được tập huấn kỹ thuật thâm canh lúa và sử dụng thuốc BVTV của nông dân Hà Tĩnh và Quảng Trị trong năm 2007 và 2008 69 Bảng 3.5. Một số chỉ tiêu nông hóa của đất tại các điểm nghiên cứu 71 Bảng 3.6. Các đặc điểm nông học của các giống thí nghiệm trong vụ Xuân 2008 tại Hà Tĩnh 73 Bảng 3.7. Các đặc điểm nông học của các giống thí nghiệm trong vụ Xuân 2009 tại Quảng Trị 74 Bảng 3.8. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các giống thí nghiệm trong vụ Xuân 2008 tại Hà Tĩnh 75 Bảng 3.9. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các giống thí nghiệm trong vụ Xuân 2009 tại Quảng Trị 76 Bảng 3.10. Các đặc điểm nông học của các giống thí nghiệm trong vụ Hè Thu 2008 tại Hà Tĩnh 78 Bảng 3.11. Các đặc điểm nông học của các giống thí nghiệm trong vụ Hè Thu 2008 tại Quảng Trị 79 Bảng 3.12. Mức độ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống chịu điều kiện bất thuận của các giống thí nghiệm trong năm 2008 tại Hà Tĩnh (điểm 1-9) 80
IX Bảng 3.13. Mức độ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống chịu điều kiện bất lợi của các giống thí nghiệm trong vụ HT 2008, Xuân 2009 tại Quảng Trị 81 Bảng 3.14. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống thí nghiệm trong vụ Hè Thu 2008 tại Hà Tĩnh 83 Bảng 3.15. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các giống thí nghiệm trong vụ Hè Thu 2008 tại Quảng Trị 84 Bảng 3.16. Tổng hợp năng suất các giống được lựa chọn qua đánh giá sơ bộ trong năm 2008, 2009 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 85 Bảng 3.17. Thời gian sinh trưởng và chiều cao cây của các giống thử nghiệm trong vụ Xuân 2009, 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 86 Bảng 3.18. Chiều dài bông và số nhánh hữu hiệu của các giống thử nghiệm trong vụ Xuân 2009, 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 87 Bảng 3.19. Đặc điểm nông học của các giống thử nghiệm trong vụ Xuân 2009, Xuân 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 88 Bảng 3.20. Mức độ nhiễm sâu bệnh và KNCC điều kiện bất lợi của các giống thử nghiệm vụ Xuân 2009, 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 88 Bảng 3.21. Số hạt/bông và tỷ lệ lép của các giống thử nghiệm trong trong vụ Xuân 2009, Xuân 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 90 Bảng 3.22. Khối lượng 1000 hạt và năng suất của các giống thử nghiệm trong vụ Xuân 2009, 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 90 Bảng 3.23. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống thử nghiệm vụ Xuân 2009, Xuân 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 91 Bảng 3.24. Chất lượng xay xát các giống thử nghiệm trong vụ Xuân 2009, Xuân 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 93 Bảng 3.25. Chất lượng gạo các giống thử nghiệm trong vụ Xuân 2009, Xuân 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 94 Bảng 3.26. Năng suất và hiệu quả kinh tế của các giống thử nghiệm trong vụ Xuân 2009, Xuân 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 95 Bảng 3.27. Thời gian sinh trưởng và chiều cao cây của các giống thử nghiệm trong vụ HT 2009, HT 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 100
X Bảng 3.28. Chiều dài bông và nhánh hữu hiệu của các giống thử nghiệm trong vụ Hè Thu 2009, 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 101 Bảng 3.29. Các đặc điểm nông học của các giống thử nghiệm trong vụ Hè Thu 2009, 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 102 Bảng 3.30. Mức độ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống chịu điều kiện bất lợi của các giống trong vụ Hè Thu 2009, 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 103 Bảng 3.31. Tổng số hạt/bông và tỷ lệ lép của các giống thử nghiệm trong vụ Hè Thu 2009, Hè Thu 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 104 Bảng 3.32. Khối lượng 1000 hạt và năng suất của các giống thử nghiệm trong vụ Hè Thu 2009, Hè Thu 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 105 Bảng 3.33. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các giống thử nghiệm trong vụ Hè Thu 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 106 Bảng 3.34. Chất lượng xay xát các giống thử nghiệm trong trong vụ Hè Thu 2009, Hè Thu 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 108 Bảng 3.35. Chất lượng gạo các giống thử nghiệm trong vụ Hè Thu 2009, Hè Thu 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 109 Bảng 3.36. Hiệu quả kinh tế của các giống thử nghiệm trong vụ Hè Thu 2009, Hè Thu 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 110 Bảng 3.37. Chỉ số ổn định và chỉ số thích nghi của các giống thử nghiệm trong vụ ĐX 2009, ĐX 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 111 Bảng 3.38. Chỉ số ổn định và chỉ số thích nghi của các giống thử nghiệm trong vụ Hè Thu 2009, Hè Thu 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 112 Bảng 3.39. Một số đặc điểm cơ bản của các giống lúa được tuyển chọn thử nghiệm trong năm 2009, 2010 tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 113 Bảng 3.40. Mức độ nhiễm sâu bệnh và chống chịu điều kiện bất thuận của HT18 và N34 ở thí nghiệm mật độ và phân bón năm 2010 tại Hà Tĩnh (Đơn vị tính: điểm 1 - 9) 117 Bảng 3.41. Số hạt chắc/bông của HT18 và N34 ở thí nghiệm mật độ và phân bón tại Hà Tĩnh trong năm 2010 119 Bảng 3.42. Năng suất lý thuyết của HT18 và N34 ở Thí nghiệm mật độ và phân bón tại Hà Tĩnh trong năm 2010 120
XI Bảng 3.43. Năng suất thực thu của HT18 và N34 ở thí nghiệm mật độ và phân bón tại Hà Tĩnh trong năm 2010 121 Bảng 3.44. Mức độ nhiễm sâu bệnh và KNCC điều kiện bất lợi của BM125 và N208 ở thí nghiệm mật độ và phân bón trong năm 2010, 2011 tại Quảng Trị (điểm 1- 9) 123 Bảng 3.45. Tổng số hạt chắc/bông của BM125 và N208 ở thí nghiệm mật độ và phân bón tại Quảng Trị trong năm 2010 và 2011 126 Bảng 3.46. Năng suất thực thu của BM125 và N208 ở thí nghiệm mật độ và phân bón tại Quảng Trị trong năm 2010 và 2011 (đvt: tạ/ha) 127 Bảng 3.47. Mức độ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống chịu điều kiện bất lợi của HT13 và N34 ở thí nghiệm thời vụ tại Hà Tĩnh năm 2010 128 Bảng 3.48. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống thí nghiệm thời vụ tại Hà Tĩnh năm 2010 131 Bảng 3.49. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của HT13 và N208 ở thí nghiệm thời vụ tại Quảng Trị 2010 133 Bảng 3.50. Mức độ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống chịu điều kiện bất lợi của các giống trình diễn tại Hà Tĩnh năm 2010 và 2011 134 Bảng 3.51. Năng suất và thu nhập của các giống trình diễn tại Hà Tĩnh năm 2010 và 2011 136 Bảng 3.52. Mức độ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống chịu điều kiện bất lợi của các giống trình diễn tại Quảng Trị năm 2011 137 Bảng 3.53. Năng suất và thu nhập của các giống trình diễn tại Quảng Trị trong năm 2011 138 Bảng 3.54. Năng suất và thu nhập của các giống trình diễn tại Thừa Thiên Huế trong năm 2011 139 Bảng 3.55. Năng suất các giống trình diễn tại Hà Tĩnh, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế trong năm 2010, 2011 140 Bảng 3.56. Đánh giá hiệu quả kinh tế của các giống trình diễn tại Hà Tĩnh, Quảng Trị và Thừa thiên Huế năm 2010,2011 141
XII DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ STT hình, biểu đồ Tên hình, biểu đồ Trang Hình 3.1. Hạt thóc và gạo xát trắng giống nếp N34 97 Hình 3.2. Hạt thóc và gạo xát trắng giống Hương Việt 3 97 Hình 3.3. Hạt thóc và gạo xát trắng giống HT13 99 Hình 3.4. Hạt thóc và hạt gạo lật giống lúa cẩm LĐ1 và LĐ2 99 Hình 3.5. Hạt thóc và gạo xát trắng giống lúa thơm BM125 114 Hình 3.6. Hạt thóc và gạo xát trắng giống lúa thơm HT18 114 Hình 3.7. Mô hình trình diễn giống lúa BM125 tại Hà Tĩnh vụ xuân 2011. 142 Hình 3.8. Mô hình trình diễn giống nếp N208 tại Hà Tĩnh vụ xuân 2011. 142 Hình 3.9. Mô hình trình diễn giống nếp N34 tại Hà Tĩnh vụ Xuân 2011 146 Hình 3.10. Mô hình trình diễn giống lúa HT13 tại Thừa Thiên Huế vụ Xuân 2011 146 Biểu đồ 1.1. Giá gạo trên thế giới từ năm 2003- 2007 9 Biểu đồ 3.1. Cơ cấu giống lúa vụ Đông Xuân ở Hà Tĩnh từ 2003-2007 58 Biểu đồ 3.2. Diễn biến năng suất lúa vụ Đông Xuân từ 2003-2007 của tỉnh Hà Tĩnh 59 Biểu đồ 3.3. Diễn biến năng suất lúa vụ Hè Thu từ 2003 - 2007 của tỉnh Hà Tĩnh 60
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nghề trồng lúa ở Việt Nam có lịch sử lâu đời nhất so với nghề trồng lúa ở các nước châu Á. Theo các tài liệu khảo cổ ở Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam cây lúa đã có mặt từ 3000 - 2000 năm trước Công Nguyên. Tổ tiên chúng ta đã thuần hóa cây lúa dại thành cây lúa trồng và đã phát triển nghề trồng lúa đạt được những tiến bộ như ngày nay. Sau 1990, Việt Nam đã tự túc được lương thực, nghề trồng lúa đã hướng đến sản phẩm có chất lượng phục vụ xuất khẩu và nhu cầu gạo ngon trong nước. Cùng với sự phát triển chung của xã hội hiện nay nhu cầu các giống lúa có năng suất, chất lượng ngày càng cao. Để đáp ứng nhu cầu sản xuất cũng như nâng cao năng suất, chất lượng giống lúa, việc đánh giá, nhân nhanh một số dòng, giống chất lượng có triển vọng là rất cần thiết. Các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ nằm trên dải đất miền Trung có điều kiện tự nhiên rất khắc nghiệt. Nơi đây chịu ảnh hưởng mạnh của gió Tây Nam vào cuối vụ Đông Xuân và đầu vụ Hè Thu, các đợt lũ lụt vào cuối vụ Hè Thu đã gây thiệt hại rất lớn đến sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là sản xuất lúa. Để khắc phục được các hiện tượng ấy, ngoài việc bố trí thời vụ gieo trồng hợp lý còn phải đặc biệt chú ý xác định được bộ giống thích hợp có năng suất chất lượng cao và có khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi. Trong gần 20 năm qua, tại các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ, các giống lúa lai đang bị hạn chế mở rộng đặc biệt là Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế do tập quán sản xuất của nông dân. Các giống lúa thuần dài ngày, năng suất thấp, chất lượng kém đang chiếm đa số cơ cấu giống trong vụ Đông Xuân và Hè Thu tại các tỉnh này. Các giống lúa ngắn
2 ngày có năng suất chất lượng cao đang sản xuất tại các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ còn rất ít về số lượng và hạn chế về chất lượng, chưa đáp ứng nhu cầu sản xuất của nhân dân. Trong những năm gần đây, các viện nghiên cứu đã chọn tạo nhiều giống lúa có năng suất, chất lượng cao và chống chịu tốt với sâu bệnh. Các giống lúa thơm năng suất cao, chất lượng tốt như Hương cốm, P6, PC6, HT6, HT9, N98 đã được công nhận chính thức và sản xuất thử, được mở rộng nhanh chóng tại các tỉnh miền Trung và các tỉnh miền Bắc như Nam Định, Thái Bình, Hải Phòng, Bắc Ninh, Hà Nam, Ninh Bình Đặc biệt, các giống lúa mới như: XT28, HV3, BM125, HT13, HT18, N208, N34, LĐ1, LĐ2 có năng suất chất lượng cao được chọn tạo tại các trung tâm và các viện nghiên cứu lúa. Các giống này được đánh giá cao tại các vệ tinh của Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia, tại các tỉnh miền núi phía Bắc trong những năm gần đây. Mục tiêu đánh giá để ứng dụng nhanh vào sản xuất các giống lúa triển vọng có năng suất chất lượng cao, thích ứng rộng cho vùng trồng lúa có điều kiện tự nhiên đặc biệt khó khăn ở các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ là điều hết sức cần thiết. Để đáp ứng mục tiêu cấp thiết trên chúng tôi đã tiến hành đề tài: “Nghiên cứu xác định một số giống lúa mới có năng suất chất lượng cao cho các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ”. 2. Mục tiêu nghiên cứu 2.1. Mục tiêu tổng thể Nghiên cứu tuyển chọn được một số giống lúa mới có năng suất chất lượng cao, có khả năng thích ứng rộng tại các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ, có thể đưa vào sản xuất đại trà, đáp ứng được nhu cầu sản xuất và tiêu dùng của nhân dân.
3 2.2. Mục tiêu cụ thể 1. Đánh giá được thực trạng sản xuất lúa của nông dân ở các vùng nghiên cứu, về các biện pháp kỹ thuật thâm canh lúa. Trên cơ sở đó, định hướng tập trung những vấn đề cần nghiên cứu, nhằm khắc phục những tồn tại, yếu kém trong sản xuất lúa của nông dân để nâng cao năng suất, chất lượng lúa gạo. 2. Tuyển chọn được 3 - 4 giống lúa có năng suất chất lượng cao, có tính ổn định tốt và thích nghi rộng tại các địa phương ở các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ, để mở rộng diện tích sản xuất thay thế các giống cũ tại địa phương. Giúp bà con nông dân đưa các giống được tuyển chọn vào sản xuất làm gạo ăn và hàng hóa, góp phần nâng cao thu nhập. 3. Xác định được một số biện pháp kỹ thuật chủ yếu (thời vụ, mật độ và phân bón) để bổ sung và hoàn thiện quy trình kỹ thuật thâm canh các giống lúa được tuyển chọn, tại các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ. 4. Xây dựng được mô hình trình diễn các giống lúa mới tuyển chọn, nhằm thuyết phục bà con nông dân mở rộng diện tích sản xuất, đáp ứng mục tiêu nâng cao năng suất, chất lượng lúa gạo phục vụ nhu cầu tiêu dùng, hàng hóa xuất khẩu và nâng cao thu nhập cho người nông dân. 3. Những đóng góp mới của luận án - Bằng phương pháp nghiên cứu khả năng thích ứng, độ ổn định về năng suất, đã xác định được 7 giống lúa gồm: 4 giống lúa tẻ HT18, HT13, BM125, HV3; 2 giống nếp N34, N208 và 1 giống lúa cẩm LĐ2. Các giống này có tiềm năng cho năng suất cao, chất lượng tốt, có tính ổn định cao và thích nghi rộng tại các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ (Hà Tĩnh, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế).
4 - Thông qua các thí nghiệm kỹ thuật, đã xây dựng được các biện pháp canh tác phù hợp cho các giống lúa mới tại các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn từ 20 - 30% so với các giống lúa đang sản xuất đại trà ở địa phương. - Góp phần đưa nhanh các giống lúa mới có triển vọng vào sản xuất trên địa bàn các tỉnh: Hà Tĩnh, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế, được nông dân chấp nhận rộng rãi. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài - Đây là công trình nghiên cứu có hệ thống đầu tiên tại các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ, xác định được các giống lúa có giá trị kinh tế cao, có khả năng ứng dụng nhanh vào sản xuất cho vùng có điều kiện tự nhiên đặc biệt khó khăn. - Đã xác định được độ ổn định và chỉ số thích nghi của các giống lúa mới, làm cơ sở cho việc phát triển bền vững giống lúa được tuyển chọn tại các vùng nghiên cứu. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Đã tuyển chọn được 7 giống lúa gồm: 4 giống lúa tẻ (HT13, BM125, HT18, Hương Việt 3), 2 giống nếp (N34, N208) và 1 giống lúa cẩm LĐ2 có các chỉ tiêu sinh trưởng tốt, cho năng suất và chất lượng nổi bật hơn hẳn các giống đối chứng. Đặc biệt các giống này cho hiệu quả kinh tế cao hơn các giống lúa đang sản xuất đại trà ở địa phương từ 20 - 30%. Trong 2 năm (2010 và 2011) đã mở rộng được hơn 1.700 ha các giống lúa mới tại các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ.
5 - Giới thiệu bổ sung 7 giống triển vọng ở trên vào bộ giống lúa chủ lực cho các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ, làm đa dạng thêm bộ giống, hạn chế được những rủi ro do biến đổi khí hậu bất thường xảy ra ở các tỉnh này. - Đã nghiên cứu đưa ra được các biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp cho các giống lúa mới được tuyển chọn, sản xuất tại các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ. - Xây dựng được một số mô hình trình diễn các giống lúa mới được tuyển chọn, thuyết phục được bà con nông dân mở rộng sản xuất, từ đó đánh giá được khả năng phát triển các giống lúa mới tại các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ. 5. Đối tượng và phạm vị nghiên cứu của đề tài 5.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài - Các hộ nông dân sản xuất lúa. - Tập đoàn gồm 27 giống lúa mới có triển vọng được tuyển chọn từ các viện Nghiên cứu lúa và các trường đại học Nông nghiệp trong nước. - Các biện pháp kỹ thuật canh tác lúa cơ bản (thời vụ, mật độ và phân bón). 5.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài Các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ (Hà Tĩnh, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế).
6 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và ở Việt Nam 1.1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới. Diện tích trồng lúa hàng năm trên thế giới khoảng 150 triệu ha, chiếm 11% đất gieo trồng của thế giới (G.S Khush, 1994)[84]. Năng suất lúa trên thế giới tăng từ 3,0 - 5,8 tấn/ha trong thời kỳ 1964 - 1990 ở những nơi chủ động tưới tiêu. Ở những nơi không chủ động tưới tiêu năng suất chỉ từ 1,4 - 1,8 tấn/ha do thiếu giống được cải tiến phù hợp (Pigali, M. Hossain, 1997)[96]. Tại Viện lúa Quốc tế, các nhà chọn tạo giống lúa đã quan tâm đến việc cải tiến chất lượng nấu nướng đối với các giống lúa cải tiến. Giống lúa IR64 là giống lúa cải tiến đầu tiên có chất lượng gạo tốt, hạt thon dài, trong, hàm lượng amylose và nhiệt độ hoá hồ trung bình. Giống lúa IR64 đã nhanh chóng được mở rộng gieo trồng ở các nước Châu Á và được coi là giống lúa tiêu biểu cho nhóm giống hạt dài, chất lượng gạo trung bình (G.S Khush, 1994)[84]. Ở Thái Lan lúa là cây lương thực quan trọng nhất. Lúa được trồng rải rác ở các vùng và phân bố chủ yếu vùng Đông Bắc sau đó ở miền Trung và miền Bắc, vùng phía Nam diện tích trồng lúa không đáng kể. Thái Lan trồng nhiều giống lúa cổ truyền địa phương có chất lượng cao phục vụ cho xuất khẩu, là nước đầu tiên trên thế giới xuất khẩu gạo hạt dài, trắng trong, cơm thơm, ngon có chất lượng cao như: Khao Dawk Mali 105, RD15 giống lúa Khao Dawk Mali 105 là giống phản ứng với ánh sáng ngày ngắn. Ấn Độ là nước có diện tích trồng lúa lớn trên thế giới (42 triệu ha) trong đó 45% được tưới tiêu. Sản lượng đạt trên 100 triệu tấn hàng năm kể từ 1988,
7 đến năm 1994, Ấn Độ đạt tổng sản lượng 120 triệu tấn thóc, năng suất bình quân đạt 2,6 tấn/ha. Ấn Độ đã thực hiện chiến lược tăng cường nghiên cứu sản xuất lúa với sự cộng tác của FAO và IRRI (Akitas, 1989)[60] và là một trong những trung tâm có nguồn gen lúa lớn trên thế giới. Theo thống kê của Khush và cộng sự (Khush G.S and N. Dela Cruz, 2001)[85], hàng năm toàn thế giới thu hoạch 4 triệu tấn thóc lúa tẻ thơm Basmati. Chỉ riêng giống Basmati, Ấn Độ đã gieo trồng 1 triệu ha và Pakistan gieo trồng 750.000 ha. Sản lượng lúa trên thế giới năm 2008 là 689.043.756 tấn, có 114 quốc gia trồng lúa, châu Á chiếm 90%, dẫn đầu là Trung Quốc và Ấn Độ. Theo dự báo của Ban Nghiên cứu kinh tế - Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, trong giai đoạn 2007 - 2017, các nước sản xuất gạo ở châu Á sẽ tiếp tục là nguồn xuất khẩu gạo chính của thế giới, bao gồm Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ. Riêng xuất khẩu gạo của hai nước Thái Lan và Việt Nam sẽ chiếm khoảng nửa tổng lượng gạo xuất khẩu của thế giới. Một số nước khác cũng sẽ đóng góp giúp tăng sản lượng gạo thế giới như: Ấn Độ, các tiểu vùng Sahara châu Phi, Bangladesh, Philippines, Brazil (faostat.fao.org/site/567/)[76]. Năm 1960, năng suất lúa bình quân trên thế giới là 1,04 tấn/ha, đến 2008, năng suất lúa thế giới bình quân đạt 4,25 tấn/ha. Năm 2008, nước sản xuất lúa đạt năng suất cao nhất là Uruguay: 8,01 tấn/ha, kế đến là Mỹ: 7,68 tấn/ha và Peru: 7,36 tấn/ha. Trong khi đó, nước có sản lượng cao nhất là Trung Quốc, năng suất bình quân chỉ đạt 6,61 tấn/ha, Việt Nam có sản lượng đứng thứ năm, năng suất đạt 5,22 tấn/ha. Nếu năng suất lúa Việt Nam phấn đấu bằng với Uruguay thì sản lượng sẽ tăng gần gấp đôi hiện nay.
8 (Theo: faostat.fao.org/site/567, 2011)[76]) Sản lượng gạo trên thế giới tăng, nhưng không tăng nhanh bằng mức tăng dân số, thêm vào đó diện tích trồng lúa giảm và thời tiết không thuận lợi là một trong những nguyên nhân làm giá gạo biến động mạnh, đe dọa an ninh lương thực thế giới. Những năm 1999 - 2005, sản lượng lúa gia tăng và giá gạo có giảm, tuy nhiên đến năm 2008, giá gạo biến động dữ dội và có giá gấp đôi 5 năm trước đó. Hiện nay trên thế giới, rất nhiều nước còn trong tình trạng thiếu lương thực, đặc biệt là các nước ở châu Phi. Trên thế giới có khoảng 800 triệu người thường xuyên trong tình trạng thiếu lương thực. Nhu cầu về gạo của con người trên thế giới luôn tăng, khoảng 50 triệu người/ năm. Châu Á là nơi sản xuất gạo chính và có tới hơn 90% dân số dùng lúa gạo, tốc độ tăng khoảng 2%/năm, nhưng để tăng diện tích là rất hạn chế vì vậy con đường duy nhất là tăng năng suất (Khush và Cộng sự, 1994)[84].
9 (Nguồn: Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế - IRRI) Biểu đồ 1.1. Giá gạo trên thế giới từ năm 2003- 2007 Viện nghiên cứu lúa gạo Quốc tế - IRRI dự báo, mức tiêu thụ gạo của thế giới năm 2015 dự kiến đạt khoảng 468 triệu tấn, tăng 10% so với năm 2009. Ngoài ra, cuộc khủng hoảng tài chính hiện nay cũng khiến các chính phủ gặp khó khăn khi đầu tư vào ngành nông nghiệp - nhân tố chính giúp tăng sản lượng trong dài hạn. Như vậy, nhu cầu tiêu dùng gạo trên thế giới vẫn tăng cao hơn so với nguồn cung ứng sẽ là một trong những nhân tố gây tác động tăng đối với giá gạo trong thời gian tới, ( [76]. 1.1.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam và các tỉnh vùng Bắc Trung Bộ 1.1.2.1. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
10 Ở Việt Nam, cây lúa có một bề dày về nền văn minh lúa nước, có khoảng 80% hộ gia đình nông thôn trong cả nước tham gia sản xuất lúa gạo (Đỗ Đình Thuận, 2001)[44]. Sản xuất và giá thành lúa gạo đã ảnh hưởng tới thu nhập và đời sống của trên 70% dân số Việt Nam, cũng như ảnh hưởng tới sự ổn định chính trị - xã hội trong nước. Sản xuất lúa gạo không chỉ tạo ra kinh tế, ổn định chính trị - xã hội mà còn tạo ra những giá trị văn hoá, tinh thần. Xây dựng vùng lúa có phẩm chất gạo cao phục vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu là chiến lược lâu dài. Việc chọn tạo giống lúa có phẩm chất gạo cao đáp ứng xuất khẩu, đáp ứng mở rộng vùng sản xuất hàng hoá chất lượng cao là nhiệm vụ lớn của các nhà tạo giống (Bùi Bá Bổng, 1995)[2]. Các giống lúa tẻ thơm cổ truyền có chất lượng cao được nông dân nhiều vùng trồng như: Tám thơm, các giống gạo Dự ở các tỉnh miền Bắc, Nàng Hương, Nàng Thơm, Nho nhen, Nanh chồn ở miền Nam cơm dẻo, mềm, thơm, có hàm lượng Protein, Vitamin cao nên được người tiêu dùng trong nước ưa chuộng. Các giống lúa trên được trồng khoảng 400 ngàn ha ở các tỉnh Nam Định, Thái Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Hà Nam, Ninh Bình, Hà Tây (Bùi Quang Toản, 1999)[46]. Lưu Ngọc Trình và các cộng sự dựa trên các mẫu isozyme để phân loại 643 giống lúa cổ truyền đại diện cho các hệ sinh thái của Việt Nam, đã phát hiện ra rằng lúa Indica chiếm 91,9% nguồn gen lúa của Việt Nam, lúa Japonica 6,8% và 1,3% chưa phân loại được (Lưu Ngọc Trình, 1999)[112]. * Những trở ngại và thách thức Quá trình đô thị hoá tăng, diện tích đất trồng lúa ngày càng bị thu hẹp, nhiều vùng sản xuất lúa được nông dân sở hữu rất manh mún, khó cơ giới hóa. Quá trình áp dụng giống mới chịu thâm canh, phát triển thành những vùng sản xuất hàng hóa là điều kiện thuận lợi để các loại dịch hại mới nguy
11 hiểm, khó phòng trừ. Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật có xu hướng tăng, ảnh hưởng đến chất lượng nông sản. Tham gia vào thị trường thương mại thế giới có sự đòi hỏi rất khắt khe về chất lượng nông sản. Do vậy phải có sự đầu tư một cách đồng bộ từ sản xuất đến đánh giá kiểm định chất lượng, bảo quản và vận chuyển tiêu thụ Bảng 1.1. Dự báo sản xuất lúa của Việt Nam đến năm 2030 Năm 2008 2010 2015 2020 2030 Diện tích (triệu ha) 7.40 7.29 6.93 6.66 6.30 Năng suất (tấn/ha) 5.22 5.30 5.60 5.85 6.25 Sản lượng (triệu tấn) 38.7 38.6 39.6 41.3 43.0 (Nguồn: Bo nguyen van, 2010)[64], Vietnam Academy of Agricultural Sciences). 1.1.2.2. Sản xuất lúa thơm, lúa chất lượng cao ở Việt Nam. Diện tích lúa tẻ thơm ở Việt Nam chiếm khoảng 1,2% trong tổng diện tích lúa toàn quốc (khoảng 80.000 ha), trong đó vụ Xuân 30.000 ha, vụ Mùa 50.000 ha. Ở miền Bắc, hai tỉnh Nam Định và Thái Bình là vùng trồng lúa tẻ thơm nhiều nhất chiếm khoảng 30% toàn vùng (khoảng 15.000 ha) (Lê Vĩnh Thảo, Bùi Chí Bửu, Lưu Ngọc Trình, Nguyễn Văn Vương, 2004)[42]. Yêu cầu gạo tẻ thơm được phục vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu là tuỳ thuộc từng nước, từng vùng (Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang, 2000)[8]. Ở vùng Trung Bộ, diện tích trồng lúa thơm không đáng kể, chiếm khoảng 10% sản lượng lúa tẻ thơm của Việt Nam với sản lượng 25.000 tấn. Các tỉnh miền Nam trồng lúa tẻ thơm, lúa chất lượng phục vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu chiếm 35%, sản lượng toàn quốc (khoảng 105.000 tấn) (Lê Vĩnh Thảo, Bùi Chí Bửu, Lưu Ngọc Trình, Nguyễn Văn Vương, 2004)[42].
12 Các giống lúa tẻ thơm địa phương có đặc điểm quý là phẩm chất gạo tốt, hạt thon dài, cơm dẻo, ngọt, thơm. Nhiều giống lúa Mùa có tỷ lệ gạo trắng, cũng như tỷ lệ gạo nguyên cao hơn các giống lúa cao sản (Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang, 1999)[7]. Lúa tẻ thơm Việt Nam được phân bố rộng từ Bắc vào Nam, từ đồng bằng đến miền núi. Thời gian trước đây, lúa tẻ thơm ở Miền Bắc được chia thành hai nhóm: lúa Tám và lúa Nương (Lê Vĩnh Thảo, 2003)[41]. Hiện nay trong sản xuất tồn tại nhiều giống lúa tẻ thơm cải tiến có dạng thấp cây, hạt màu vàng đến nâu, cơm thơm và ngon như các giống HT1, LT2, Bắc thơm số 7, DT122, Việt hương chiêm, các giống lúa tẻ thơm cải tiến có năng suất cao, không phản ứng với ánh sáng ngày ngắn, bố trí sản xuất được hai vụ trong năm nên diện tích trồng lúa tẻ thơm của cả nước ngày càng phát triển phục vụ nhu cầu ngày càng tăng của người dân Việt Nam, đồng thời tham gia xuất khẩu gạo đứng thứ hai trên thế giới. Năm 2011, Việt Nam xuất khẩu được 7,1 triệu tấn gạo, năm 2012 dự kiến xuất khẩu đạt từ 7,7- 8 triệu tấn. Việt Nam có nguồn gen cây lúa rất đa dạng, có nguồn lao động dồi dào, điều kiện tiếp thu và phát triển khoa học nông nghiệp từ nhiều nước trên thế giới (Nguyễn Hữu Nghĩa, 2000)[32]. Bên cạnh những thuận lợi trên còn có nhiều khó khăn đáng kể như chất lượng nông sản của ta nói chung thấp nên sức cạnh tranh trên thị trường thấp, sản xuất lúa chủ yếu theo hướng năng suất cao, ít chú ý đến chất lượng (Lê Huy Ngọ, 2001)[35]. Các giống lúa xuất khẩu của ta còn ít, thiếu giống chất lượng tốt để đáp ứng nhu cầu của sản xuất nông nghiệp. Kế hoạch mua gạo của nước ta chưa chủ động, nên giá cả không ổn định, công tác dự tính chưa kịp thời và các doanh nghiệp còn thiếu kinh nghiệm trong việc khai thác thị trường, ký kết hợp đồng. Sự cạnh tranh về chất lượng, giá cả, thương hiệu giữa các nước xuất khẩu gạo ngày càng gay gắt, do đó các giải pháp tăng khả năng cạnh tranh
13 xuất khẩu gạo ở Việt Nam, trong đó giải pháp khoa học, kỹ thuật được áp dụng nhanh chóng vào sản xuất nhằm giảm giá thành, tăng chất lượng và đa dạng hoá về chủng loại gạo xuất khẩu và tiêu dùng trong nước. 1.1.2.3. Sản xuất lúa thơm, lúa chất lượng cao ở các tỉnh vùng Bắc Trung Bộ. Các tỉnh vùng Bắc Trung Bộ có đặc thù riêng, thường bị thiên tai bất thường. Do vậy các giống lúa sử dụng cho các tỉnh này yêu cầu có TGST ngắn để tránh bão lụt (Phạm Văn Chương, 1997)[10]. Các giống lúa tẻ thơm, nếp thơm gieo trồng cho các tỉnh vùng Bắc Trung Bộ được mở rộng trong 6 năm trở lại đây như Bắc thơm 7, HT1, HT6, LT2, HC95, N99, Việt Hương Chiêm, TL6, giống lúa HT1 được nông dân chấp nhận và quy mô ngày càng được nhân rộng. Giá trị lúa tẻ thơm ở các tỉnh Quảng Trị, Quảng Bình, Nghệ An, Hà Tĩnh cao hơn lúa tẻ thường từ 20 - 30%. Bằng phương pháp phân tích Isozyme, phân tích khoảng cách di truyền, một số giống lúa tám thơm Việt Nam lần đầu tiên được xác định thuộc nhóm Japonica (Lưu Ngọc Trình, 1999)[112]. Việc đánh giá khả năng thích ứng và phát triển các giống lúa thơm, lúa nếp, lúa đen ngắn ngày, năng suất cao tại các tỉnh miền Trung nói chung và các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ là mục tiêu được chúng tôi quan tâm trong luận án và thời gian tới. 1.2. Nghiên cứu lúa trên thế giới và ở Việt Nam 1.2.1. Nghiên cứu một số đặc điểm nông của các giống lúa 1.2.1.1. Thời gian sinh trưởng Thời gian sinh trưởng (TGST) của lúa gồm hai giai đoạn là sinh trưởng sinh dưỡng và giai đoạn sinh trưởng sinh thực. Các giống lúa Mùa cảm ứng
14 ánh sáng ngày ngắn mạnh, phải chờ đến quang kỳ thích hợp mới bắt đầu phân hóa đòng để trổ bông. Giai đoạn chín thường kéo dài khoảng 27 - 35 ngày, trung bình 30 ngày. Hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt đới có giai đoạn chín khoảng 30 ngày. Thời gian sinh trưởng của lúa bị ảnh hưởng bởi môi trường như: thời gian chiếu sáng/ngày, nhiệt độ và điều kiện đất. Nghiên cứu di truyền của các đột biến làm mất tính cảm ứng quang chu kỳ ở một số giống lúa thơm đặc sản miền Bắc, Nguyễn Minh Công (2005)[11] cho biết các đột biến làm mất tính cảm ứng quang chu kỳ là các đột biến lặn, khả năng biểu hiện ở F1 không phụ thuộc vào hướng lai, được di truyền theo định luật Mendel trong lai đơn. Các đột biến gây ra chín sớm trong vụ Mùa là các đột biến lặn không hoàn toàn, di truyền theo định luật Mendel trong lai đơn. Kiều Thị Ngọc (2002)[33] cho rằng: gen cộng tính và siêu trội điều khiển tính trạng thời gian sinh trưởng. 1.2.1.2. Chiều cao cây Chiều cao cây (CCC) có liên quan tới tính đổ ngã, tỷ lệ hạt và rơm, tính cảm ứng với phân đạm và tiềm năng cho năng suất cao. Thân rạ cao, dễ đổ ngã sớm, bộ lá rối, tăng hiện tượng bóng rợp tạo điều kiện cho sâu bệnh cư trú gây hại cản trở quá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp về hạt làm cho hạt bị lép làm giảm năng suất. Chiều cao cây lúa thích hợp là từ 80 - 100 cm, có thể cao đến 120 cm trong một số điều kiện nào đó (Jennings và cộng sự, 1979)[79]. Cây cao 90 - 100 cm được coi là lý tưởng về năng suất (Akita, 1989)[60]. Cải thiện dạng hình thấp cây nhằm tạo điều kiện cho chúng tiêu thụ một khối lượng dinh dưỡng khá lớn trong đất để đạt năng suất cao, thân cây lúa dày hơn thì khả năng tích lũy chất khô tốt hơn. Thân cứng và dày có ý nghĩa rất quan trọng trong việc chống đổ ngã và dẫn tới chỉ số thu hoạch cao hơn (Clarkson và Hanson, 1980)[72]. Nếu thân lá không cứng khoẻ, không
15 dày, thì dễ dẫn đến đổ ngã, tán lá che khuất lẫn nhau làm gia tăng một số bệnh hại dẫn đến năng suất giảm (Vergara, 1988)[113]. Khi tăng mức bón đạm, chiều cao cây và thời gian sinh trưởng tăng trong cả vụ Đông Xuân (ĐX) và vụ Hè Thu (HT) . 1.2.1.3. Chiều dài bông Chiều dài bông (CDB) do yếu tố di truyền quyết định, thay đổi tùy giống và góp phần gia tăng năng suất, bông lúa đóng vai trò quan trọng trong quang hợp. Quang hợp có thể gia tăng 25 - 40%, nếu độ cao của bông lúa trong quần thể thấp hơn 40% chiều cao của tán lá. Trong tương lai, việc chọn tạo cây lúa có chiều dài bông bằng nửa chiều cao của thân cây là tốt nhất (Setter và cộng sự, 1994)[98]. Giống có bông dài, hạt xếp sít, tỷ lệ hạt lép thấp, khối lượng 1000 hạt cao sẽ cho năng suất cao. Mehetre và cộng sự (1994)[85] cho rằng: số hạt chắc trên bông, chiều dài bông là tính trạng chính trong việc đóng góp vào năng suất trên những vùng đất nhiễm mặn. Theo Gonzales và Ramirez (1998)[74], chiều dài bông và khối lượng (KL) 1000 hạt chịu tác động rất ít bởi các yếu tố môi trường. Các dòng, giống có nhiều nhánh và bông to sẽ cho năng suất cao hơn. 1.2.1.4. Khả năng đẻ nhánh Khả năng đẻ nhánh sớm quan trọng cho cả lúa gieo lẫn lúa cấy vì nó làm giảm sự cạnh tranh của cỏ dại, đền bù một phần cho các cây bị mất hay sạ với mật độ thấp. Số nhánh mang đặc tính di truyền số lượng, khả năng đẻ nhánh sớm liên quan với khả năng sinh trưởng mạnh và sớm của các giống lúa cải tiến, nhưng nó lại di truyền độc lập với nhiều đặc tính quan trọng khác. Các giống lúa cải tiến hiện nay có thể đẻ tới 20 - 25 nhánh trong điều kiện đầy đủ dinh dưỡng, nhưng chỉ khoảng 14 - 15 nhánh cho bông hữu hiệu, còn lại là nhánh vô hiệu hoặc bông rất nhỏ. Cây lúa chỉ cần có số bông vừa phải, gia
16 tăng số hạt chắc trên bông thì tốt hơn là gia tăng số bông trên đơn vị diện tích (Bùi Chí Bửu, 1998)[5]. Nguyễn Văn Hoan (2006)[18] cho biết: Sự tương quan giữa năng suất và số bông/khóm ở mỗi giống lúa là khác nhau, ở giống bán lùn có tương quan chặt (r = 0,85), nhóm lùn (r = 0,62), nhóm cao cây (r = 0,54). Sự tương quan giữa năng suất và số hạt trên bông thì ngược lại, nhóm cao cây (r = 0,96), nhóm lùn (r = 0,66), nhóm bán lùn (r = 0,62). Còn sự tương quan giữa năng suất và chiều cao cây thì nhóm lùn là chặt nhất (r = 0,62), nhóm bán lùn (r = 0,49) nhóm cao cây (r = 0,37). 1.2.1.5. Số bông/khóm Các giống lúa cải tiến hiện nay có thể đẻ tới 20-25 nhánh trong điều kiện đầy đủ dinh dưỡng, nhưng chỉ khoảng 14-15 nhánh cho bông hữu hiệu, còn lại là nhánh vô hiệu hoặc bông rất nhỏ. Cây lúa chỉ cần có số bông vừa phải, gia tăng số hạt chắc trên bông thì tốt hơn là gia tăng số bông trên đơn vị diện tích (Bùi Chí Bửu, 1998)[5]. 1.2.1.6. Tổng số hạt trên bông Tổng số hạt trên bông do tổng số hoa phân hoá và số hoa thoái hoá quyết định. Số hoa phân hoá càng nhiều, số hoa thoái hoá càng ít thì tổng số hạt trên bông sẽ nhiều. Tỷ lệ hoa phân hoá có liên quan chặt chẽ với chế độ chăm sóc (Nguyễn Văn Hoan, 2006)[18]. Ahamadi và cs. (2008)[58] cho biết: có đến 19 Locút của gen điều khiển tính trạng số lượng nằm trên các NST (nhiễm sắc thể) số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 11 và 12 kiểm soát tổng số hạt trên bông. Trong đó, SPP1 nằm trên NST số 1, SPP3a, SPP3b nằm trên NST số 3, SPP7 trên NST số 7 và SPP8 trên NST số 8 (Liu và cs., 2010)[90]. Số gié cấp 1, đặc biệt là số gié cấp 2 nhiều thì số hoa trên bông cũng nhiều. Số hoa trên bông nhiều là điều kiện cần thiết để đảm bảo cho tổng số
17 hạt trên bông lớn. Việc tổng hợp carbohydrate ở thân lá cũng như việc vận chuyển tổng hợp những chất khô vào hạt đòi hỏi ưu tiên trước hết trong việc làm chắc hạt. Muốn có sự vận chuyển tổng hợp tốt hơn thì bộ lá có cấu tạo dày, xanh đậm hơn, tuổi thọ lá kéo dài là một đặc tính rất quan trọng và cần thiết. Bộ lá thẳng đứng thì cây lúa sử dụng ánh sáng hữu hiệu hơn (Yoshida S. 1981)[116]. 1.2.1.7. Tỷ lệ hạt chắc Tỷ lệ hạt chắc có ảnh hưởng quan trọng đến năng suất lúa, tỷ lệ hạt chắc còn phụ thuộc vào lượng tinh bột được tích luỹ trên cây. Trước khi trổ bông, nếu cây lúa sinh trưởng tốt, quang hợp thuận lợi thì hàm lượng tinh bột được tích luỹ và vận chuyển lên hạt nhiều, làm cho tỷ lệ hạt chắc cao. Mạch dẫn vận chuyển tốt thì quá trình vận chuyển tinh bột tích luỹ trong cây đến hạt được tốt làm tỷ lệ hạt chắc sẽ cao. Tỷ lệ hạt chắc còn chịu ảnh hưởng của quá trình quang hợp sau khi trổ bông. Sau khi trổ bông, quang hợp ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tích luỹ tinh bột trong phôi nhũ; ở giai đoạn này, nếu điều kiện khí hậu không thuận lợi cho quá trình quang hợp thì tỷ lệ hạt chắc giảm rõ rệt (Nguyễn Văn Hoan, 2006)[18]. Những điều kiện thời tiết không thuận lợi như nhiệt độ thấp hoặc cao vào giai đoạn phân bào giảm nhiễm và trổ, có thể gây ra bất thụ. Các điều kiện thời tiết không thuận lợi lúc chín có thể ức chế sự sinh trưởng tiếp của vài gié hoa cho ra những gié hoa lép (Yoshida S.1981)[116]. Trong điều kiện tăng trưởng và chăm sóc tốt, vẫn có thể đạt năng suất cao khi hạt lép chiếm từ 10 - 15%. Tỷ lệ lép cao hơn là điều đáng ngại. 1.2.1.8. Khối lượng hạt Khối lượng hạt cũng là một đặc điểm quan trọng góp phần nâng cao năng suất lúa. Theo nghiên cứu về các thông số di truyền của Gonzales O.M
18 và cộng sự, (1998)[74], Khối lượng 1000 hạt chịu tác động rất ít bởi các yếu tố môi trường. Để tăng khối lượng hạt, trước lúc trổ bông, cần bón nuôi đòng để làm tăng kích thước vỏ trấu. Sau khi trổ bông, cần tạo điều kiện cho cây sinh trưởng tốt để quang hợp được tiến hành mạnh mẽ, tích luỹ được nhiều tinh bột thì khối lượng hạt sẽ cao. 1.2.2. Nghiên cứu một số chỉ tiêu chất lượng gạo Chất lượng hạt gạo được đánh giá thông qua nhiều chỉ tiêu, xếp thành ba nhóm: chất lượng dinh dưỡng, chất lượng thương phẩm hay chất lượng kinh tế và chất lượng sử dụng (Nguyễn Thị Trâm, 2001)[48]. 1.2.2.1. Mùi thơm của hạt lúa Di truyền của tính trạng thơm khá phức tạp, Nguyễn Minh Công và cộng sự, 2007[11] xác định tính thơm của lúa tám Xuân Đài được kiểm soát bởi ít nhất 2 gen lặn và có tác động cộng tính. Tám thơm Hải Hậu đột biến mất thơm hoặc thơm nhẹ là do đột biến trội phát sinh từ các locus khác nhau. Sự hình thành và duy trì mùi thơm được gia tăng nếu trong giai đoạn hạt vào chắc nhiệt độ xuống thấp và phụ thuộc biên độ nhiệt (Meng và Zhou, 1997)[93]. Hàm lượng 2-AP còn bị ảnh hưởng bởi khô hạn. Khô hạn trong giai đoạn chín sữa làm tăng hàm lượng 2-AP nhưng khô hạn ở giai đoạn chín vàng thì không tăng và hàm lượng 2-AP tăng cao nhất trong khoảng 4 - 5 tuần sau trổ, sau đó giảm dần (Yoshihashi và cộng sự, 2002[117]). Cho nên tháo cạn nước ở giai đoạn vào chắc sẽ thuận lợi cho việc hình thành mùi thơm. Goufo và cộng sự (2010)[75] cho biết cần thu hoạch sớm để có mùi thơm đậm nhưng có thể năng suất giảm do hạt chưa chín đều và cấy mật độ dầy hơn bình thường sẽ làm giảm mùi thơm.
19 Mùi thơm phụ thuộc theo mùa vụ gieo trồng, loại đất, địa điểm và độ phì của đất (Somrith, 1996)[108]. Lúa thơm trồng các vùng sinh thái khác nhau sẽ có độ thơm khác nhau (Ahmad và cs., 2010)[58]. Suwanarit và cộng sự (1996)[110] cho biết mùi thơm, độ mềm cơm, màu sáng trắng, độ dính của gạo Khao Dawk Mali 105 bị ảnh hưởng tỷ lệ cân đối phân đạm với phân khác. Bón tăng lượng kali cũng được Bahmaniar và cộng sự (2007)[62] nghiên cứu và cho biết đã làm độ bền thể gel cứng lên. Bón cân đối giữa đạm và lưu huỳnh sẽ làm tăng mùi thơm của lúa (Srivastava và cộng sự, 2007)[109]. Goufo và cộng sự (2011)[75] cho biết phun chất kích thích sinh trưởng như GA3, 3-indole acetic acid, paclobutrazol ở giai đoạn lúa trổ 25% làm giảm hàm lượng 2-AP tuần tự là 9%, 19% và 22%. Sarawgi và cs. (2010)[97] nghiên cứu tổ hợp lai Gopalbhog và Krishabhog (không thơm) kết luận mùi thơm của Gopalbhog được kiểm soát bởi một gen lặn, ở tổ hợp lai Tarunbhog/Gangabarud cho biết một gen trội quy định mùi thơm của Tarunbhog. Tại hội nghị lúa Quốc tế lần thứ 3 ở Hà Nội, Calingacion và cộng sự (2010)[66] báo cáo có 519 chất bay hơi ở gạo jasmine mới và basmati dự trữ, trong đó có 66 chất đóng vai trò chính trong mùi thơm của jasmine. Nghiên cứu về mùi thơm trên các giống lúa địa phương, Mathure và cộng sự (2011)[91] cho biết các chất 2-AP, penta decanal, guaiacol, benzyl alcohol, indole và vanilin đóng vai trò chính tạo nên mùi thơm của nhóm gạo Basmati, Ambemohar, Kolam, Indrayani ở Ấn Độ. Chen và cộng sự (2006)[69] đã xác định vị trí gen thơm nằm giữa chỉ thị phân tử L02 (CAP) và L06 với khoảng cách vật lý là 69 kb. Sha và Linscombe (2004)[99] so sánh kết quả thử thơm bằng dung dịch KOH so với phân tích hàm lượng 2-AP, tác giả cho biết: thử thơm bằng dung dịch KOH trong phòng sẽ có hiệu quả cả với mẫu nhỏ có mùi thơm nhẹ khi so với phép thử định lượng 2-AP.
20 Phương pháp điện di SDS-PAGE: Băng thơm được xác định ở vị trí 24,4 Kda, tùy theo mức độ đậm nhạt của băng protein mà đánh giá mùi thơm của hạt lúa, hạt lúa có băng 24,4 Kda đậm sẽ thể hiện mùi thơm cao hơn hạt lúa có băng 24,4 Kda nhạt (Quan Thị Ái Liên và cộng sự, 2010[26]; Nguyễn Thị Mai Hạnh và cộng sự, 2010)[15]. Như vậy, qua tổng hợp tài liệu cho thấy, tính thơm quyết định bởi yếu tố di truyền nhưng chịu ảnh hưởng rất lớn của biện pháp canh tác và môi trường, những yếu tố trên đồng ruộng, cần chú ý đến những yếu tố bảo quản khác như điều kiện kho chứa, phương pháp chế biến, xay xát, cách nấu cơm, đồ cơm, đều ảnh hưởng đến mùi thơm. 1.2.2.2. Hàm lượng amylose Chất lượng nấu ăn và nếm thử được xác định bởi hàm lượng amylose và nhiệt hóa hồ mà ít phụ thuộc vào hàm lượng protein. Người Việt Nam thường thích cơm mềm nhưng lại ráo và đậm. Nếu hàm lượng amylose trung bình từ 22 - 24% thì nhiệt hóa hồ cũng trung bình và cơm sẽ mềm, nếu hàm lượng amylose từ 25 - 26% thì cơm hơi khô nhưng lại cứng, hàm lượng amylose nhỏ hơn 22% cơm hơi ướt và nhạt (Nguyễn Thị Trâm, 2001)[48]. Alen Wxa quy định hàm lượng amylose cao, trội không hoàn toàn so với alen Wxb quy định hàm lượng amylose thấp. Wxa hiện diện ở hầu hết lúa Indica và Wxb ở lúa Japonica (Zhao và cs. 2010)[118]. Theo Kumar I. and Khush G.S. (1986)[88] cho rằng chọn cá thể có hàm lượng amylose mong muốn, cần tiến hành ở thế hệ phân ly đầu (F2) sẽ cho hiệu quả tốt hơn. Môi trường gây nên sự biến động đến hàm lượng amylose, hàm lượng amylose có thể biến đổi khoảng 6% ở cùng một số giống khi chuyển vùng trồng từ nơi này đến nơi khác hay từ vụ này sang vụ khác. Hàm lượng amylose trong tinh bột nội nhũ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường.
21 1.2.2.3. Hàm lượng protein tổng số Hàm lượng protein là một chỉ tiêu quan trọng đối với chất lượng dinh dưỡng của hạt gạo. Hàm lượng protein của lúa thường trung bình khoảng 7% ở gạo xát trắng và 8% ở gạo lứt. Về mặt dinh dưỡng, gạo có protein cao tốt hơn gạo có lượng protein bình thường (Jennings và cộng sự, 1979)[79]. Các nhà chọn giống đã cố gắng nâng cao hàm lượng protein trong hạt nhưng ít thành công. Trong quá trình canh tác, nếu không bón hay bón ít đạm, thì các giống lúa cao sản chỉ chứa một lượng protein tương đương với lúa địa phương. Nhưng khi được bón nhiều đạm và áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác thì hàm lượng protein sẽ tăng (Jennings và cộng sự, 1979)[79]. 1.2.2.4. Nhiệt hóa hồ Nhiệt hóa hồ có liên quan một phần với lượng amylose của tinh bột, khi hạt tinh bột được tác động bởi nhiệt độ hoặc hóa chất thì các phân tử tinh bột bị phá vỡ thông qua sự nóng chảy hay còn gọi là nhiệt hóa hồ (Vũ Hiếu Đông và cộng sự, 2005)[14]. Chen và cs., 1992[68] và Kiani và cs., 2008[86] báo cáo nhiệt hóa hồ cao trội hoàn toàn so với nhiệt hóa hồ thấp. Nhiệt hóa hồ thấp không liên hệ chặt với lượng amylose cao, thấp hay trung bình. Gạo có nhiệt hóa hồ cao có phẩm chất kém (Jennings và cộng sự, 1979)[79]. Singh R.K và cộng sự (2000)[104] cho biết lúa thơm được phân thành ba nhóm như Basmati, Jasmine và trung gian giữa Basmati và Jasmine; nhóm Basmati có nguồn gốc ở Ấn Độ và Pakistan, hàm lượng amylose trung bình, nhiệt hóa hồ từ thấp đến trung bình, độ bền thể gel trung bình; ngược lại nhóm Jasmine (Thái Lan) có hàm lượng amylose và nhiệt hóa hồ thấp và độ bền thể gel mềm. 1.2.2.5. Độ bền thể gel
22 Ðộ bền thể gel biến động rất lớn giữa hai vụ Ðông Xuân và Hè Thu, giữa các điểm canh tác khác nhau (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000)[8]. Độ bền thể gel cứng trội hơn độ bền thể gel cấp trung bình và mềm (Kiani và cộng sự, 2008)[86]. Tang và cộng sự (1989) [111] khảo sát độ bền thể gel và nhiệt hóa hồ của 45 giống lúa có hàm lượng amylose thấp cho thấy, về độ bền thể gel có 34 giống thuộc nhóm mềm, 9 giống thuộc nhóm trung bình và 2 giống thuộc nhóm cứng; về nhiệt hóa hồ có 35 giống thuộc nhóm thấp, 1 giống thuộc nhóm trung bình và 4 giống thuộc nhóm cao. Kết quả này cho thấy các giống lúa có hàm lượng amylose thấp thường có độ bền thể gel mềm và nhiệt hóa hồ thấp. Tuy nhiên cũng có một số trường hợp không có tương quan thuận, lúa có hàm lượng amylose thấp vẫn có độ bền thể gel trung bình hoặc cứng và nhiệt hóa hồ trung bình hoặc cao. Trong cùng một nhóm có hàm lượng amylose cao giống nhau (>25%), giống lúa nào có độ bền thể gel mềm hơn, giống lúa đó được ưa chuộng nhiều hơn (Khush G.S và cộng sự, 1979)[83]. Những chỉ tiêu trên được định lượng để đánh giá chất lượng lúa gạo, cũng được chúng tôi quan tâm để đưa vào theo dõi trong các thí nghiệm, hy vọng sẽ tuyển chọn được các giống lúa có năng suất chất lượng cao, chống chịu tốt với điều kiện bất thuận và chỉ nhiễm nhẹ với các loại sâu bệnh hại. 1.2.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gạo Chất lượng gạo là một trong bốn mục tiêu chính trong công tác chọn tạo giống. Chất lượng lúa gạo được đánh giá thông qua nhiều chỉ tiêu khác nhau như: Hình dạng hạt, màu sắc vỏ hạt, tỷ lệ gạo xay, tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên, tỷ lệ hạt bạc bụng, chất lượng thử nếm, chất lượng dinh dưỡng và đặc điểm trong quá trình chế biến.
23 Hình dạng hạt gạo là đặc tính giống tương đối ổn định, ít bị thay đổi do điều kiện ngoại cảnh. Tuy nhiên, nếu sau khi nở hoa, nhiệt độ hạ thấp có thể làm giảm chiều dài hạt nhưng không nhiều. Nếu những cá thể có hình dạng hạt đẹp ở F2 thì ít biến đổi ở F3 và các thế hệ sau. Vì vậy, trong các quần thể từ F3 hay các dòng quần thể không có hy vọng chọn được dạng hạt đẹp hơn F2 hoặc nguyên bản (Nguyễn Thị Trâm, 1998)[47]. Theo Vũ Văn Liết và cộng sự (1995)[25] hàm lượng amyloza có tương quan tương đối chặt chẽ với đặc điểm nông học của giống như chiều cao cây, chiều dài bông, khối lượng 1000 hạt. Hàm lượng amylose thấp có tỷ lệ gạo gãy tăng, độ nở thấp, độ dính, độ dẻo cao. Những giống có tỷ lệ D/R cao thì hàm lượng amyloza thấp và tỷ lệ gạo gãy cao. Theo Bùi Chí Bửu và cộng sự (1999)[6] thì mức độ ổn định các chỉ tiêu chất lượng của hạt gạo được xắp xếp thứ tự: Dạng hạt < độ hoá hồ < hàm lượng amyloza < tỷ lệ gạo lật < Tỷ lệ gạo trắng < độ bạc bụng < độ bền gen < tỷ lệ gạo nguyên. 1.2.3. Phương pháp chọn tạo giống lúa thơm, lúa chất lượng cao 1.2.3.1. Chọn dòng thuần từ các giống địa phương Các giống lúa địa phương được hình thành và phát triển lâu dài tại những vùng nhất định. Bản thân chúng là những quần thể được hình thành do chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo nên thích ứng bền vững với điều kiện tự nhiên. Nền di truyền của các giống địa phương càng rộng thì tính bền vững càng tốt. Chính vì lúa địa phương có nền di truyền rộng nên có thể chọn lọc dòng thuần để tạo ra những dạng mới có nền di truyền hẹp hơn nhưng lại có những tính trạng đặc trưng rất phù hợp với nhu cầu của con người. Giống lúa thành công đầu tiên bằng kỹ thuật chọn dòng thuần là giống lúa Basmati 370 vào năm 1933 ở Kala Shah Kaku của Pakistan. Giống này thơm, chất lượng
24 gạo tốt, được trồng khá phổ biến ở Ấn Độ và Pakistan, đồng thời trở thành tiêu chuẩn giống xuất khẩu của nhóm lúa này (Shobha Rani và cộng sự, 2006)[106]. Somrith (1996)[108] báo cáo giống Khao Dawk Mali 105 của Thái Lan được những nông dân chọn lọc trong quần thể lúa địa phương từ năm 1945. Đến nay, giống này là giống xuất khẩu chủ lực của Thái Lan. Bằng kỹ thuật chọn lọc dòng thuần, giống lúa nàng Hương 2, nàng Thơm chợ Đào 5 được chọn từ giống lúa thơm nổi tiếng nàng Hương và nàng Thơm chợ Đào của các tỉnh phía Nam (Bộ Nông Nghiệp và PTNT, 2005)[1], Tám thơm Xuân Đài, Tám thơm Trực Thái, Dự số 2, Tám số 5, Tám xoan Thái Bình, Tám số 1, Dự lùn ở các tỉnh phía Bắc (Nguyễn Hữu Nghĩa, 2010)[94]. 1.2.3.2. Lai và chọn lọc quần thể phân ly Các giống lúa cổ truyền thường có khả năng tổ hợp kém; vì thế, các nhà chọn giống dùng kỹ thuật lai tích lũy nhiều bố mẹ để phá vỡ những liên kết không mong muốn và tăng tần suất tái tổ hợp (Singh và cộng sự, 2000)[104]. Theo phương pháp này, giống lúa thơm Pusa Basmati-1 có dạng hình thấp, năng suất cao, mất tính cảm quang đã được chọn từ tổ hợp lai tích lũy giữa 6 giống, trong đó hai giống lúa thơm chất lượng cao (Basmati 370, Karnal) và bốn giống lúa cao sản (TKM6, IR8, Ratna và IR72). Giống lúa Việt Đài 20 được Yang và cộng sự (1988)[114] chọn từ tổ hợp lai tích lũy giữa năm giống lúa khác nhau trong đó một giống có nguồn gen thơm từ Khao Dawk Mali 105 và một từ Tainung Sen 12. Nguyễn Thanh Tuyền và cộng sự, (2007)[50] thực hiện tổ hợp lai giữa DT10 và Amber đã chọn tạo được giống tẻ thơm Số 10 có đặc điểm chính tương đương với giống lúa Bắc thơm số 7 như thơm ngon, cơm mềm dẻo, ráo rời, gạo trắng đục. Nguyễn Thị Trâm và cộng sự, (2006)[49] đã chọn tạo được giống lúa thơm Hương Cốm từ các giống Hương MR365, Tám xoan đột biến (TX93),
25 Maogô và R9311 có hàm lượng amylose 17,5%, hàm lượng protein 8,7%, nhiệt hóa hồ thấp, độ bền thể gel mềm, chống đổ ngã rất tốt. Dương Văn Chín, (2009)[9] cho biết Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long đã chọn được giống lúa OM4900 có mùi thơm nhẹ từ tổ hợp lai Jasmine 85 và Lemont, Võ Công Thành (Trường Đại học Cần Thơ) chọn ra giống TP5 và TP8. Nguyễn Xuân Dũng và cộng sự, (2010)[12] báo cáo đã chọn tạo được 7 giống lúa tẻ thơm mới như AC5, T10, HT6, TL6, HT9, PC5, SH4 có chất lượng cao phục vụ cho vùng Đồng bằng sông Hồng và Bắc Trung Bộ. Giống lúa thơm Jasmine 85 có nhiệt hóa hồ và hàm lượng amylose thấp tương tự lúa thơm của Thái Lan, có TGST ngắn (105 - 110 ngày), thấp cây hơn IR841 và năng suất khá (5 - 6 tấn/ha). Tuy nhiên, đây là giống nhiễm nặng đối với các bệnh hại chính ở ĐBSCL. Để chọn tạo giống lúa tốt hơn giống Jasmine 85, qua 6 năm chọn tạo, đến năm 2008, Sha và Linscombe, (2007)[100] tại Trung tâm Nghiên cứu lúa Louisiana đã phóng thích giống lúa Jazzman. Giống lúa này có hàm lượng amylose là 14,5% trong khi KDM 105 có hàm lượng amylose là 11,8%. Nhiều giống lúa thơm khác cũng được các nhà khoa học chọn tạo thành công như giống lúa thơm MRQ50, MRQ74 ở Malaysia; giống lúa cải tiến Tainung Sen 72 ở Đài Loan; giống Hawn Suphanburi, Khao Hom Klongluang, Pathum Thani 1 được sản xuất rộng rãi hiện nay tại Thái Lan. Nhiều giống lúa thơm phổ biến như Khao Dawk Mali 105, Basmati 370 và IR841 đã được sử dụng để lai với giống Shuang – Zhu - Zhan với mục đích tạo ra những giống lúa có chất lượng cao, hạt gạo dài thon và đạt năng suất cao (Choi và cộng sự, 2004[70], Chuanyuang và Shuzhen, 1994)[71]. 1.2.3.3. Chọn lọc từ quần thể đột biến.
26 Một trong những kỹ thuật được sử dụng khá thành công trong việc tạo ra những thay đổi mong muốn về tính trạng được kiểm soát bởi một hoặc đa gen là dùng phương pháp đột biến. Lê Xuân Thám và cộng sự, (2004)[39] cho rằng, từ đầu thập niên 90, nhiều tác giả đã cố gắng nghiên cứu cải tiến các giống lúa Tám đặc sản của Việt Nam bằng phương pháp chiếu xạ tia gamma trên các giống như: Tám rồng, Tám cổ ngỗng, tám thơm Nam Định, Tám ấp bẹ Xuân Đài. Bằng phương pháp chiếu xạ, giống lúa thơm đột biến Khooshboo 95 được chọn tạo có năng suất cao và chiều cao cây thấp hơn 22% so với giống Jajai 77 (Baloch và cộng sự, 1999)[63]. Ở Thái Lan, Somrith (1996)[108] báo cáo giống RD15 được tạo bằng kỹ thuật đột biến từ giống Khao Dawk Mali 105 có TGST ngắn hơn Khao Dawk Mali 105 từ 7 đến 10 ngày mà vẫn giữ được phẩm chất tốt của Khao Dawk Mali 105. Boonsirichai và cộng sự (2007)[65] thu được 3 dòng lúa số 1, 4 và 16 từ Khao Dawk Mali 105 đột biến không cảm ứng quang chu kỳ. 1.2.3.4. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống Ứng dụng chỉ thị phân tử và sắc khí để chọn tạo giống, tại Hội nghị Quốc gia chọn tạo giống lúa năm 2004 Nguyễn Thị Lang và cộng sự (2004)[24] báo cáo 2 mồi RG28F - R và RM223 có thể sử dụng trong chương trình chọn tạo giống lúa thơm. Năm 2008, Nguyễn Thị Lang và cộng sự đã sử dụng 2 mồi trên để xác định tính thơm trên OM4900 (cặp lai C53/Jasmine 5) và trên OM6161 (cặp lai C51/Jasmine 85) và cho rằng 2 chỉ thị phân tử này giúp phát hiện quần thể phân ly F2 có chứa gel fgr trong các các thể. Nguyễn Thị Lang và cộng sự, (2008) đã sử dụng hai mồi RG28F- R và RM223 để xác định tính thơm trên OM4900 (cặp lai C53/Jasmine 85) và trên OM6161 (cặp lai C51/Jasmine 85) và cho rằng hai chỉ thị phân tử này sẽ giúp phát hiện ở quần thể phân ly F2 có chứa gen fgr trong các cá thể. Cũng ứng
27 dụng các mồi này, Nguyễn Thị Lang, (2010)[89] xác định 16 giống lúa địa phương và 49 giống lúa cải tiến đều chứa gen thơm và có mùi thơm. Yi M. và cộng sự, (2009)[115] đã lai giống lúa thơm Basmati 370 với giống Manawthukha (giống địa phương của Myanmar) để chuyển alen badh 2.1 vào giống mới. Sau đó sử dụng PCR với mồi aromarker để xác định tính thơm. 1.2.4. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm, lúa chất lượng cao trên thế giới Các nhà chọn tạo giống lúa trên Thế giới đã quan tâm đến chất lượng nấu nướng đối với các giống lúa cải tiến, tuy nhiên kết quả chọn tạo giống giống lúa chất lượng còn đạt thấp vì hầu hết các giống mang gen chống chịu sâu bệnh đều có hàm lượng amylose cao và nhiệt hoá hồ thấp. Hiện nay có hàng loạt các giống lúa cải tiến được chọn tạo, có tiềm năng năng suất cao, chất lượng gạo tốt đang được mở rộng trong sản xuất như: IR29723, IR42, IR50 (G.S Khush, C.M.Paule and N.M.Dela Crus, 1979)[83]. Các giống lúa thơm đã được quan tâm và xếp vào các nhóm lúa đặc biệt (Chaudhary R.C and D.V. Tran, 2001)[67]. Tại Trung Quốc, Nam Triều Tiên, Philippin và Srilanka trên 90% diện tích trồng lúa là các giống lúa cải tiến. Ở Ấn Độ, Indonesia, Pakistan, Buma, Malayxia, Việt Nam, diện tích trồng lúa cải tiến là 60% (Khush, 1994)[79]. Ấn Độ, Bangladesh, Pakistan là các nước có nguồn gen lúa chất lượng phong phú, đáng chú ý nhất là giống lúa Basmati 370. Hiện nay các nước này đang tích cực thực hiện chương trình cải tiến giống lúa, tạo ra những giống mới có năng suất, chất lượng cao và mang gen chất lượng của giống Basmati (Abbas S. L. Naqui S. M.S, Azra, 1988)[57]. Ở Thái Lan có nhiều giống lúa cổ truyền chất lượng cao nổi tiếng với loại hạt gạo dài, trắng trong, bóng (Khaodawk Mali) và chủ yếu vẫn trồng các
28 giống cổ truyền chất lượng cao nhưng năng suất thấp để lấy gạo xuất khẩu (Pingali, M. Hossain, 1997)[96]. Nhiều nhà khoa học đã quan tâm nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng và thời kỳ bón phân đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa trên thế giới. Các kết quả thu được về ảnh hưởng của phân bón đến khả năng đẻ nhánh, chiều cao cây, các hoạt động quang hợp, hô hấp, diện tích lá, hệ số nhận ánh sáng đến khả năng tích luỹ các chất khô, các yếu tố cấu thành năng suất, Mức độ nhiễm sâu bệnh, hàm lượng tinh bột, protein, amylose Theo báo cáo của IRRI năm 1970 (Juliano, B.O.,L.U. Onate and A.M. del Mundo, 1972)[81] trong vụ Mùa, thời gian bón đạm ảnh hưởng không đáng kể đến hàm lượng protein. Tuy nhiên bón lúc lúa trổ có chiều hướng làm tăng hàm lượng protein trong hạt gạo. Với lượng đạm bón từ 150 kg N/ha bón khi cấy và phân hoá đòng làm cho hàm lượng protein cao hơn khi bón lót (Awasthi,C.P., A.Singh, A. KShukla, S. K. Addy and R. Singh, 1989)[61]. Nhiều nghiên cứu cho thấy các loại đất trồng có ảnh hưởng tới mùi thơm của gạo. Các loại đất có phù sa và giàu chất hữu cơ có mùi thơm hơn các loại đất chua, đất cát (Gomez k.A, 1984)[73]. Độ trong hạt gạo và mùi thơm của các giống lúa Ấn Độ đặc biệt là giống Basmati bị ảnh hưởng đáng kể khi gieo trồng ở các mùa vụ và vùng khí hậu khác nhau (Kumar S. và cộng sự, 1996)[87]. Tổng quan cho thấy, nguồn gen thơm ở cây lúa trên thế giới khá đa dạng, gạo có mùi thơm được ưa chuộng ở hầu hết các châu lục, giá gạo thơm đắt hơn trên 30% so với gạo không thơm. Việc nghiên cứu, ứng dụng và làm vật liệu lai tạo giống mới từ các vật liệu lúa thơm trên thế giới là trách nhiệm của các nhà khoa học trên toàn cầu để mọi nông dân có nhu cầu có thể có gạo thơm trong bữa cơm hay lễ hội.
29 1.2.5. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm, lúa chất lượng cao ở Việt Nam Trong những năm qua chương trình chọn tạo giống lúa đã đạt được những thành tựu đáng khích lệ, nhờ vận dụng các tốt các kết quả nghiên cứu của mạng lưới quốc tế về đánh giá nguồn tài nguyên di truyền cây lúa. Từ năm 1996 - 2000, đề tài thử nghiệm 08 - 01 chọn tạo một số giống lúa thuần và lúa lai có tiềm năng năng suất cao cho các vùng sinh thái khác nhau trong cả nước: Đã tạo ra 35 giống lúa quốc gia, 44 giống lúa khu vực hoá, một số giống triển vọng được sản xuất chấp nhận rộng rãi. Đặc biệt chú ý là các giống lúa chất lượng cao đáp ứng nhu cầu nội tiêu và xuất khẩu (Nguyễn Hữu Nghĩa, 1993)[31]. Khi nghiên cứu về kiểu cây cho năng suất cao của giống lúa ngắn ngày, tác giả Mai Văn Quyền (1983)[35] cho rằng một số giống lúa có tiềm năng, năng suất cao thường là: Có khả năng hút một lượng dinh dưỡng khá, thường là các giống lúa thấp cây hoặc chiều cao trung bình, thân cứng, ít bị đổ ngã, bộ rễ phát triển; Có bộ lá xếp hợp lý, tầng lá dưới thẳng, tầng lá ngọn hơi cong, có khả năng tiếp nhận ánh sáng mặt trời từ mọi phía; Có cường độ quang hợp, tổng hợp chất hữu cơ cao. Chúng ta có thể dựa vào các hình thái của cây để phân biệt. Có tới 62 tính trạng về mặt hình thái của lúa trong đó có 32 tính trạng quan trọng có thể phân biệt được giống. (Trần Đình Long, 2010) [27]. Để đáp ứng nhu cầu về giống lúa chất lượng cao đã có nhiều công trình nghiên cứu, lai tạo và tuyển chọn được một số giống lúa như: Tám thơm đột biến, TK90, TX1, TX2, P1, P4, DT122, BM9855, T10 Đây là những giống có sức chứa lớn, có khả năng chống chịu trung bình đến khá các loại sâu bệnh chính. Công tác thu thập, tuyển chọn các giống lúa thơm, lúa chất lượng cao là yếu tố quan trọng góp phần thúc đẩy phát triển và duy trì lúa tẻ thơm ở Việt
30 Nam. Các cơ quan nghiên cứu và các địa phương, sử dụng các phương pháp đánh giá tập đoàn lúa tẻ thơm cổ truyền và nhập nội giống lúa thơm, lúa chất lượng phục vụ sản xuất, phương pháp lai hữu tính, gây đột biến, ứng dụng nuôi cấy bao phấn Một số giống lúa thơm mới được đưa vào sản xuất đại trà như Khaodawk Mali, Bắc thơm số 7, HT1, Quá dạ hương, Jasmin 85, Việt hương chiêm, LT2 (Lê Vĩnh Thảo, Bùi Chí Bửu, Lưu Ngọc Trình, Nguyễn Văn Vương, 2004)[42]. Như vậy, kết quả chọn tạo các giống lúa thơm trong nước còn hạn chế, các giống được gieo trồng tại Việt Nam trong thời gian qua hầu hết là giống nhập nội, giống cổ truyền. Việc quan tâm khai thác các giống lúa thơm mới được các tác giả Việt Nam chọn tạo cần được quan tâm và khuyến khích để khích động sự thành công của các nhà khoa học trong nước và đa dạng bộ giống lúa thơm cho Việt Nam nói chung và các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ nói riêng để giảm đi khả năng bùng phát lan truyền dịch bệnh trong những năm điều kiện khí hậu bất thuận và đầu tư cao, trong khi đồng ruộng thiếu đa dạng nguồn gen chống chịu sâu bệnh. 1.2.5.1. Chọn tạo lúa thơm, lúa chất lượng cao ở các tỉnh Nam Bộ Từ năm 1996 - 2005, Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) và Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam đã tập trung nghiên cứu và chọn tạo ra các giống lúa thơm, lúa chất lượng cao, phục vụ trong nước và xuất khẩu. Giống lúa và phẩm cấp giống lúa có vai trò quan trọng trong chương trình xuất khẩu ở miền Nam (Nguyễn Thị Lang, 2000). Giống lúa cực ngắn đã chọn tạo bổ sung cho cơ cấu sản xuất và góp vào thị phần xuất khẩu ở miền Nam (Nguyễn Văn Luật, 2008)[27]. Công tác cải tạo về chất lượng giống cũng được quan tâm, nhất là giống lúa thâm canh, cao sản (Bùi Chí Bửu, Nguyễn Duy Bảy, Nguyễn Thị Ngọc
31 Huệ, Kiều Thị Ngọc và Bùi Bá Bổng, 1995)[7]. Các giống lúa OM1706, OM1633 cho năng suất cao, có chất lượng tốt, độ ổn định cao đã được mở rộng (Kiều Thị Ngọc, Nguyễn Văn Tạo, Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Trâm, 2000)[33]. Việc ứng dụng công nghệ cao vào giống lúa chất lượng cũng đạt được kết quả tốt, giống lúa OM3536 được ứng dụng ở miền Nam (Nguyễn Xuân Niệm, Bùi Bá Bổng, 2000)[36]. 1.2.5.2. Chọn tạo lúa thơm, lúa chất lượng cao ở các tỉnh Bắc Bộ Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã tiến hành đánh giá thực trạng lúa chất lượng cao ở vùng Đồng bằng sông Hồng giai đoạn 1997 - 2000, từ đó làm cơ sở cho công tác chọn tạo giống lúa chất lượng cao. Nhiều giống lúa chất lượng cao được thu thập và đánh giá chất lượng, tính chống chịu phục vụ công tác tạo giống (Vũ Tuyên Hoàng và cộng sự, 2000)[20]. Giống lúa Bắc thơm 7 được nhập nội từ Trung Quốc qua thử nghiệm, mở rộng thử cho thấy đây là giống lúa tẻ có chất lượng gạo thơm, ngon, thích ứng cho các vùng trồng lúa ở miền Bắc và miền Trung (Nguyễn Khắc Kính, 1997)[22]. Các đề tài nghiên cứu phát triển giống lúa tẻ thơm cho một số vùng sinh thái ở Việt Nam như giống lúa HT1, DT122 có hương thơm, năng suất cao, thích ứng rộng đã được mở rộng vào sản xuất (Lê Vĩnh Thảo, Nguyễn Ngọc Tiến, 2003)[41]. Công tác cải tạo giống lúa thơm, lúa chất lượng ở Miền Bắc Việt Nam thực sự được quan tâm sau năm 2001 khi đề tài nghiên cứu phát triển một số giống lúa đặc sản được phê duyệt. Các giống lúa HT2, HT4 đã được khẳng định năng suất cao, chống chịu tốt ở các địa điểm nghiên cứu (Lê Vĩnh Thảo, 2003)[41].
32 Nguyễn Thị Trâm và cộng sự năm 2006 [49] đã chọn tạo được giống Hương cốm từ giống Hương 125s, MR365, Tám Xoan đột biến (TX93), Magô và R9311 có hàm lượng amylose 17,5%, hàm lượng Protein 8,7%, nhiệt độ hoá hồ thấp, độ bền của gel mềm, chống đổ ngã rất tốt. Giống có hương thơm rất đặc trưng và được đánh giá có chất lượng gạo ngon. Nguyễn Thanh Tuyền và cộng sự năm 2007 [50] thực hiện tổ hợp lai giữa DT10 và Amber đã chọn được giống tẻ thơm T10 có chất lượng gạo ngon, cơm mềm dẻo, có mùi thơm. Theo nghiên cứu của Lê Vĩnh Thảo[42]. Các giống lúa thơm được chọn tạo tại các Trung tâm nghiên cứu phía Nam, ít có khả năng thích ứng tại các tỉnh miền Bắc và miền Trung so với các vật liệu nhập nội từ Trung Quốc hay chọn tạo tại các Trung tâm nghiên cứu phía Bắc Việt Nam. Trên cơ sở nhận xét này, chúng tôi tuyển chọn các giống tẻ thơm, các giống nếp và lúa cẩm hàm lượng sắt cao triển vọng được chọn tạo tại Viện Cây lương thực & Cây thực phẩm, Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam và Viện nghiên cứu lúa thuộc Trường Đại học Nông Nghiệp I, được chúng tôi quan sát và đưa vào làm nguồn vật liệu trong Luận án này. 1.2.6. Nghiên cứu về dinh dưỡng của cây lúa 1.2.6.1. Yêu cầu về đạm Đối với cây lúa thì đạm lại càng quan trọng hơn, nó có tác dụng trong việc hình thành bộ rễ; thúc đẩy nhanh quá trình đẻ nhánh và sự phát triển thân lá của lúa dẫn đến làm tăng năng suất lúa. Do vậy, đạm thúc đẩy cây sinh trưởng nhanh (chiều cao, số dảnh) và tăng kích thước lá, số hạt, tỷ lệ hạt chắc, hàm lượng protein trong hạt. Đạm ảnh hưởng đến tất cả các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa. Đạm ảnh hưởng lớn đến việc hình thành đòng và bông lúa, sự hình thành số hạt trên bông, tỷ lệ hạt chắc, trọng lượng nghìn hạt. Lúa là cây trồng rất
33 mẫn cảm với việc bón đạm. Nếu giai đoạn đẻ nhánh mà thiếu đạm sẽ làm năng suất lúa giảm do đẻ nhánh ít, dẫn đến số bông ít. Khi cây lúa được bón đủ đạm thì nhu cầu tất cả các chất dinh dưỡng khác như lân và kali đều tăng Lê Văn Tiềm (Tập san sinh vật học, số 2/1996) [45]. Theo Bùi Huy Đáp [13], đạm là yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến năng suất lúa, cây có đủ đạm thì các yếu tố khác mới phát huy hết được tác dụng. Nếu bón thiếu đạm sẽ làm thấp cây, đẻ nhánh kém, phiến lá nhỏ, lá có thể biến thành màu vàng, bông đòng nhỏ, từ đó làm cho năng suất giảm. Nhưng nếu bón thừa đạm lại làm cho cây lúa có lá to, dài, phiến lá mỏng, dễ bị sâu bệnh, dễ lốp đổ; ngoài ra chiều cao phát triển mạnh, nhánh vô hiệu nhiều, trổ muộn, năng suất giảm (Đỗ Thị Thọ, 2004)[43]. 1.2.6.2. Yêu cầu về lân Sau đạm thì lân là yếu tố dinh dưỡng rất quan trọng đối với cây lúa, lân xúc tiến sự phát triển của bộ rễ lúa, đặc biệt là rễ bên và lông hút, làm tăng số nhánh và tốc độ đẻ nhánh lúa, sớm đạt số nhánh cực đại, tạo thuận lợi cho việc tăng số nhánh hữu hiệu (NHH), dẫn đến làm tăng năng suất lúa; Thúc đẩy việc ra hoa, hình thành quả, tăng nhanh quá trình trổ, chín của lúa và ảnh hưởng tích cực đến chất lượng hạt; Tăng khả năng chống chịu với các điều kiện bất thuận và sâu bệnh hại; Thúc đẩy phân chia tế bào, tạo thành các hợp chất béo và protein. Ngoài ra, lân còn có mối quan hệ chặt chẽ với sự hình thành diệp lục, protit và sự vận chuyển tinh bột. Khi cây lúa được cung cấp lân thoả đáng sẽ tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển tốt, tăng khả năng chống hạn, tạo điều kiện cho sinh trưởng, phát triển, thúc đẩy sự chín của hạt và cuối cùng là tăng năng suất lúa (Nguyễn Thị Trâm, 2005).
34 Đào Thế Tuấn (1963)[51] cho biết: bón lân có ảnh hưởng đến phẩm chất hạt giống rõ rệt, làm tăng trọng lượng nghìn hạt, tăng tỉ lệ lân trong hạt, tăng số hạt trên bông và cuối cùng là cho năng suất lúa cao hơn. Bùi Huy Đáp (1980)[13] cho rằng: lân có vai trò quan trọng đối với quá trình tổng hợp đường, tinh bột trong cây lúa và có ảnh hưởng rõ rệt đến năng suất. Dinh dưỡng lân có liên quan mật thiết với dinh dưỡng đạm. Nếu bón đủ lân sẽ làm tăng khả năng hút đạm và các chất dinh dưỡng khác. Cây được bón cân đối N, P sẽ xanh tốt, phát triển mạnh, chín sớm, cho năng suất cao và phẩm chất tốt. Như vậy, muốn cho cây lúa sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao thì cần cung cấp đầy đủ đạm và lân cho cây lúa (Nguyễn Vi, 1995)[52]. 1.2.6.3. Yêu cầu về kali Kali có vai trò không kém phần quan trọng đối với sự sinh trưởng của lúa vì kali có tác dụng xúc tiến sự di chuyển của các chất đồng hoá trong cây. Ngoài ra kali còn làm cho sự di động sắt trong cây được tốt do đó ảnh hưởng gián tiếp đến quá trình hô hấp. Kali cũng rất cần cho sự tổng hợp protit, quan hệ mật thiết với sự phân chia tế bào (Nguyễn Văn Bộ, 1995)[3]. Kết quả nghiên cứu từ năm 1994 đến năm 1996 của Nguyễn Như Hà (2005) [16] cho thấy, không bón phân kali ảnh hưởng xấu đến các yếu tố cấu thành năng suất lúa (số bông được tạo thành giảm 6,5 - 10%, số hạt tạo thành thấp hơn, đồng thời làm tăng tỷ lệ hạt lép lửng), năng suất lúa giảm rõ rệt so với bón đủ kali. Không bón kali làm giảm tích luỹ kali và đạm trong sản phẩm thu hoạch, đạm tích luỹ nhiều trong rơm rạ không được vận chuyển về hạt là nguyên nhân làm giảm năng suất và chất lượng gạo (Hoàng Tuyết Minh, 2002)[30].
35 Thiếu kali, lá lúa bị xạm nâu, cây phát triển chậm và còi cọc, thân yếu và dễ bị đổ, hạt teo quắt. Thiếu kali làm cây lúa dễ bị nấm bệnh, vi khuẩn với các giống lúa hiện nay, tỷ lệ hạt chắc tăng từ 30 - 57% do bón kali và trọng lượng hạt cũng tăng từ 12 - 30% (Nguyễn Vi, 1995)[52]. Thí nghiệm về ảnh hưởng của kali đến các giống lúa có tiềm năng suất cao của Lê Vĩnh Thảo, 2004 [42] cho thấy, liều lượng K2O ảnh hưởng đến khả năng đẻ nhánh, số hạt trên bông, số hạt chắc và cả trọng lượng ngàn hạt. Theo tác giả tại một số vùng trồng lúa Đồng bằng sông Hồng không được bồi đắp phù sa hàng năm, trong giai đoạn 2000 - 2010, yếu tố hạn chế năng suất được đánh giá cao nhất là K20. Công thức 20 tấn phân chuồng, 100 N, 80 P205 và 120 K20, giống lúa BM9855 và BM9962 cho năng suất trên 9 tấn/ha vụ xuân. Thực tế hàng năm, sản lượng cây trồng tăng lên trên thế giới theo tính toán của IFPRI (1996) là 80% trong đó có phần đóng góp không nhỏ của phân bón (trích theo Nguyễn Văn Bộ, 2003) [4] 1.3. Điều kiện tự nhiên của các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ 1.3.1. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Hà Tĩnh Hà Tĩnh Nằm ở phía Đông dãy Trường Sơn, có địa hình hẹp và dốc, nghiêng dần từ Tây sang Đông, độ dốc trung bình 1,2%. Địa hình bị chia cắt bởi nhiều sông suối, với 137 km bờ biển, có nhiều sông, cửa lạch và các bãi biển đẹp. Diện tích đất tự nhiên toàn tỉnh là 605.574 ha. Trong đó, đất nông nghiệp 103.720 ha, chiếm 17,13%; đất lâm nghiệp 231.100 ha, chiếm 38,16%; đất chuyên dùng 45.700 ha, chiếm 7,55%, đất ở 6.920 ha, chiếm 1,14% đất chưa sử dụng còn khá nhiều: 218.134 ha, chiếm 36,02% diện tích đất tự nhiên. Nguồn tài nguyên đất đai ở Hà Tĩnh còn nhiều tiềm năng chưa được khai
36 thác, trong tổng số 218.134 ha đất chưa sử dụng có trên 20.000 ha có thể đưa vào mục đích sản xuất nông nghiệp, Hà Tĩnh nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa với đặc trưng của khí hậu miền Bắc có mùa đông lạnh. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc từ lục địa Trung Quốc tràn về bị suy yếu nên mùa đông đã bớt lạnh hơn và ngắn hơn so với các tỉnh miền Bắc và chia làm hai mùa rõ rệt: mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10, khô hạn kéo dài kèm theo nhiều đợt gió Tây Nam (gió Lào) khô nóng, nhiệt độ có thể lên tới 400C, trung tuần tháng 9 đến tháng 10 thường có nhiều đợt bão kèm theo mưa lớn gây lũ lụt; mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau kéo theo gió lạnh và mưa phùn kéo dài. Nhiệt độ bình quân ở Hà Tĩnh thường cao. Nhiệt độ không khí vào mùa đông chênh lệch thấp hơn mùa hè. Nhiệt độ đất bình quân mùa đông thường từ 18 - 220C, ở mùa hè bình quân nhiệt độ đất từ 25,5 – 330C. Bảng 1.2. Thống kê một số chỉ tiêu khí tượng thủy văn của Hà Tĩnh trong 5 năm từ 2005- 2009 Trích yếu ĐVT 2005 2006 2007 2008 2009 1. Nhiệt độ TB 0C 24,9 25,4 25,0 26,2 25,6 2. Số giờ nắng giờ 1.259 1.299 1.257 1.085 1.206 3. Lượng mưa mm 1.724,1 1.966,5 3.092,5 2.647,2 2.159,8 4. Độ ẩm % 84 84 72 70 66 Đặc điểm khí hậu Hà Tĩnh khá đa dạng và có sự chênh lệch rõ rệt giữa các huyện và giữa các năm. Số giờ nắng giao động từ 1.085 giờ/năm đến 1.300 giờ/năm. Hà Tĩnh có lượng mưa nhiều, trừ một phần nhỏ ở phía Bắc, còn lại các vùng khác có lượng mưa bình quân hàng năm đều trên 2000 mm, cá biệt có năm trên 3000 mm, ( [53].
37 1.3.2. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Quảng Trị Quảng Trị nằm trọn vẹn trong khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa và là vùng chuyển tiếp giữa hai miền khí hậu: miền khí hậu phía Bắc có mùa đông lạnh và miền khí hậu phía Nam nóng ấm quanh năm. Khí hậu khắc nghiệt do ảnh hưởng mạnh của gió Tây Nam khô nóng cũng như ảnh hưởng nhiều của bão và mưa lớn. Lượng mưa trung bình hàng năm từ 2500 - 2700mm, nhiệt độ trung bình từ 250C - 270C. Thổ nhưỡng đa dạng với việc hình thành 11 nhóm và 32 loại đất chính, đáng chú ý là nhóm đất đỏ bazan có khoảng trên 20.000 ha tập trung ở các huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, Cam Lộ và Hướng Hoá, thích hợp cho việc trồng các loại cây công nghiệp dài ngày và có giá trị kinh tế cao; đất phù sa ven các dòng sông, đất cát pha thịt có thể trồng cây lương thực. Đất đã sử dụng vào nông nghiệp 57,9 ngàn ha, còn khoảng 281,4 ngàn ha đất chưa sử dụng chiếm 61,2 % diện tích đất tự nhiên, trong đó đất có khả năng sử dụng vào nông nghiệp khoảng 40 ngàn ha. Với tiềm năng đất đai hiện có, hàng năm sản xuất lương thực đảm bảo đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng tại địa phương, có dư thừa vài ngàn tấn để xuất khẩu. Tương lai phát triển của ngành Nông nghiệp Quảng Trị là chuyển đổi mạnh cơ cấu sản xuất nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hoá phù hợp với hệ sinh thái của mỗi tiểu vùng, ( [55]. 1.3.3. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Thừa Thiên Huế Thừa Thiên - Huế là một trong 4 tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm miền Trung, nằm ở toạ độ địa lý 16 - 16,80 độ vĩ bắc và 107,8 - 108,20 độ kinh đông. Nằm trên một giải đất hẹp với chiều dài 127 km, chiều rộng trung bình 60 km, với đầy đủ các dạng địa hình rừng núi, gò đồi, đồng bằng duyên hải, đầm phá và biển , trong đó núi chiếm 70% diện tích đất tự nhiên.
38 Mùa mưa trùng với mùa bão lớn từ tháng 8 đến tháng 11 với lượng mưa trung bình từ 2.500 - 2.700 mm. Mùa khô kéo dài từ tháng 3 đến tháng 7, mưa ít, lượng nước bốc hơi lớn, thường xuyên bị hạn hán, nước mặn đe dọa. Nhiệt độ trung bình hàng năm cao nhất là 35,9 0C, thấp nhất là 12 0C, nhiệt độ trung bình trong năm là 21,9 0C, tháng lạnh nhất là tháng 11. Ðộ ẩm tương đối trung bình các tháng trong năm là 87,3%. Thừa Thiên - Huế có 505.399 ha đất tự nhiên. Trong đó, diện tích đất nông nghiệp là 58.996 ha, chiếm 11,67%; diện tích đất lâm nghiệp có rừng là 224.525 ha, chiếm 44,42%; diện tích đất chuyên dùng là 21.113 ha, chiếm 4,17%; diện tích đất ở là 3.957 ha, chiếm 0,78%; diện tích đất chưa sử dụng và sông suối đá là 196.808 ha, chiếm 38,94%, ( [54]. Những thành tựu sản xuất lúa trên thế giới, trong nước cũng chưa bảo đảm được an ninh lương thực toàn cầu, và nạn đói tại các nước thuộc Châu Phi hàng ngày, hàng giờ thôi thúc chúng ta phải nghiên cứu, tuyển chọn các giống lúa mới có năng suất chất lượng cao, ứng dụng đồng bộ các biện pháp tiến bộ kỹ thuật nhằm khai thác tối đa tiềm năng năng suất của các giống. Tóm lại: Nghiên cứu tình hình sản xuất lúa trên thế giới và ở trong nước cho thấy trong thập niên đầu của thế kỷ XXI, các thành tựu nghiên cứu về cây lúa đã có những bước phát triển vượt bậc. Các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu ra nhiều giống lúa mới có triển vọng và các biện pháp kỹ thuật tiên tiến, nhằm đảm bảo an ninh lương thực, nâng cao giá trị sản xuất lúa, đảm bảo nhu cầu thiết yếu của hơn một nửa dân số thế giới. Nghiên cứu, để ứng dụng vào sản xuất cho nông dân, các giống lúa mới có năng suất chất lượng cao, do các viện nghiên cứu, các tác giả và các nhà
39 khoa học ở trong và ngoài nước nghiên cứu chọn tạo. Đồng thời nghiên cứu áp dụng các biện pháp kỹ thuật công nghệ tiên tiến, nhằm mục tiêu nâng cao năng suất chất lượng lúa gạo, đảm bảo an ninh lương thực, tạo ra nguồn hàng hóa nội tiêu và xuất khẩu, góp phần giải quyết việc làm và nâng cao thu nhập cho người nông dân. Các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ có địa hình kéo dài, hành lang hẹp, phía Tây giáp dãy Trường Sơn, phía Đông giáp biển Đông. Địa hình phân chia phức tạp, thời tiết khắc nghiệt, nhiều biến động, cần phải lợi dụng hợp lý. Đất đai chủ yếu là đất cát pha, nghèo dinh dưỡng, cần phải thường xuyên bổ sung lượng phân hữu cơ và vô cơ cho các vùng đất nông nghiệp nói chung và đất trồng lúa nói riêng thì mới đảm bảo cho năng suất lúa tăng ngang bằng với năng suất lúa bình quân của cả nước. Do thời tiết khắc nghiệt, đầu vụ Đông Xuân chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc, nền nhiệt độ xuống thấp và thường bị rét đậm, rét hại kéo dài. Liên tục nhiều năm từ đầu vụ, lúa gieo thẳng đã bị chết rét với tỷ lệ rất lớn, có những năm lên đến trên 50% tổng diện tích lúa gieo cấy của các tỉnh này. Cuối vụ Đông Xuân và đầu vụ Hè Thu bị ảnh hưởng của gió Phơn Tây Nam khô nóng, đẩy nền nhiệt độ lên cao gây ra khô hạn, làm ảnh hưởng rất lớn đến năng suất lúa. Cuối vụ Hè Thu lại thường bị gió bão và lũ quyét làm cho lúa Hè Thu thời kỳ chín sữa, chín sáp và thu hoạch bị đổ ngã và ngập úng, vì thế khâu chăm sóc và thu hoạch của nhân dân gặp rất nhiều khó khăn. Nhiều năm lúa được mùa, nhưng khi thu hoạch bị mưa lũ kéo dài đã làm cho nông dân bị thất thu lớn, do bị hỏng ở ngoài đồng ruộng và khi đã thu hoạch về nhà nhưng không phơi sấy được. Nông dân có tập quán sử dụng giống lúa cũ đã sản xuất nhiều vụ, tự để giống từ vụ này sang vụ khác do đó hầu hết bộ giống sản xuất của nông dân có chất lượng thấp, lẫn tạp và nhiễm sâu bệnh. Việc chấp hành lịch thời vụ tùy tiện, trình độ thâm canh lúa của nông dân còn thấp. Do nhiều hạn chế như
40 trên, nên năng suất lúa của nông dân các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ còn thấp thua với năng suất lúa bình quân của cả nước. Đối với các tỉnh phía Nam vùng Bắc Trung Bộ, để sản xuất được 2 vụ lúa an toàn và cho năng suất, chất lượng cao thì việc bố trí thời vụ hợp lý và cơ cấu bộ giống lúa mới có thời gian sinh trưởng ngắn, có năng suất, chất lượng cao là điều cần thiết nhất hiện nay. Đồng thời để khai thác hết tiềm năng của điều kiện tự nhiên, đất đai và tiềm năng cho năng suất, chất lượng của các giống lúa mới, thì việc bố trí thời vụ hợp lý, sử dụng lượng phân bón cân đối và mật độ gieo thích hợp là các yếu tố hết sức quan trọng. Trong phạm vi đề tài này chúng tôi sẽ tập trung nghiên cứu giải quyết những vấn đề tồn tại và khó khăn nhất ở trên đây.
41 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu 2.1.1. Giống lúa Các giống lúa triển vọng được chọn lọc và đưa vào thử nghiệm gồm 27 giống lúa mới và 2 giống đối chứng, do Viện Cây lương thực & Cây thực phẩm, Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam và Viện Nghiên cứu lúa thuộc Trường Đại học Nông nghiệp I cung cấp, được chia làm 2 nhóm như sau: 1) Nhóm lúa năng suất, chất lượng cao gồm 19 giống: HT6, HT9, HT18, BM125, BM207, Hương Việt 3, TL6, XT28, BM205, XT27, HT10, HT13, BM135, BM126, PC6, QR1, QR2, TBR36 và X33 và giống HT1 làm đối chứng. 2) Nhóm nếp và lúa cẩm gồm 8 giống: N34, N22, N98, N109, N208, LĐ1, LĐ2, LĐ6 và giống N97 làm đối chứng. (Tên giống và tên cơ quan, tác giả nghiên cứu ở phụ lục 2.1) 2.1.2. Phân bón - Sử dụng các loại phân như sau: đạm ure Phú Mỹ (46% N); super lân Lâm Thao (16,5% P205, 11% S); clorua kali (60% K20); NPK Việt Nhật (16% N, 16% P2O5, 8% K2O, 13% S); NPK Ninh Bình (16% N, 12% P2O5, 8% K2O, 8% S). - Phân chuồng do các hộ nông dân cung cấp từ nguồn phân chăn nuôi gia đình và các trang trại.
42 2.1.3. Thuốc bảo vệ thực vật - Sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật hiện có trên thị trường theo hướng dẫn của chi cục Bảo vệ thực vật các tỉnh. 2.2. Nội dung nghiên cứu 2.2.1. Nội dung 1: Điều tra thực trạng sản xuất lúa của tỉnh Hà Tĩnh và tỉnh Quảng Trị 2.2.1.1. Nội dung đánh giá: Đánh giá thực trạng về cơ cấu bộ giống lúa, những hạn chế trong sản xuất lúa của bà con nông dân Hà Tĩnh và Quảng Trị. Các chỉ tiêu điều tra bao gồm: thời vụ gieo cấy, cơ cấu giống, phẩm cấp giống, tỷ lệ sử dụng giống mới, lượng hạt giống gieo/ha; Các tồn tại trong kỹ thuật canh tác như: mức sử dụng các loại phân bón và kỹ thuật bón, khả năng phòng trừ sâu bệnh và mức độ sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật. 2.2.1.2. Địa điểm và phương pháp đánh giá - Điều tra tại các huyện Can Lộc, Cẩm Xuyên và Kỳ Anh tỉnh Hà Tĩnh; huyện Vĩnh Linh và Triệu Phong tỉnh Quảng Trị. Theo phương pháp đánh giá nhanh có sự tham gia của người dân PRA (Particcipatory Rapid Rual Appaisal). Mỗi huyện chọn 5 xã đại diện cho các vùng trồng lúa của huyện, mỗi xã chọn ngẫu nhiên 50 hộ nông dân trồng lúa. Tổng số hộ điều tra là 1.250 hộ, số phiếu khảo sát được chọn theo phương pháp chọn mẫu thống kê. - Số liệu về diện tích cơ cấu các loại giống, mùa vụ, diễn biến năng suất lúa tại Hà Tĩnh được thu thập từ nguồn số liệu của đề tài khoa học “Đánh giá thực trạng - đề xuất bộ giống và cơ cấu giống thích hợp (lúa, ngô, lạc, đậu) trên địa bàn Hà Tĩnh”, Sở Khoa học & Công nghệ tỉnh Hà Tĩnh, (2008)[36] và số liệu của Cục thống kê tỉnh Hà Tĩnh.
43 - Số liệu về diện tích và diễn biến năng suất lúa từ năm 2001 - 2009 của tỉnh Quảng Trị được thu thập từ nguồn số liệu của cục thống kê tỉnh Quảng Trị năm 2009. - Một số chỉ tiêu nông hóa của đất tại các điểm nghiên cứu: Độ pH, Hàm lượng hữu cơ và đạm, lân và ka li tổng số, lân và kali dễ tiêu, cation trao đổi Ca++, Mg++, dung tích hấp thu. Số liệu được thu thập từ nguồn của Viện Thổ nhưỡng nông hóa. 2.2.2. Nội dung 2: Đánh giá các giống lúa mới cho các tỉnh Hà Tĩnh và Quảng Trị 2.2.2.1. So sánh đánh giá sơ bộ tập đoàn các giống lúa mới - Vật liệu: 1) Nhóm các giống lúa tẻ gồm 19 giống lúa mới: HT6, HT9, HT18, BM125, BM207, Hương Việt 3, TL6, XT28, BM205, XT27, HT10, HT13, BM135, BM126, PC6, QR1, QR2, TBR36 và X33. Giống HT1 làm đối chứng. 2) Nhóm các giống nếp và lúa cẩm gồm 8 giống: N34, N22, N98, N109, N208, LĐ1, LĐ2 và LĐ6. Giống N97 làm đối chứng. - Thời gian, địa điểm và phương pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành trong vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2008 tại các huyện Can Lộc, Cẩm Xuyên và Kỳ Anh tỉnh Hà Tĩnh; trong vụ Hè Thu năm 2008 và vụ Xuân năm 2009 tại các huyện Vĩnh Linh và Triệu Phong tỉnh Quảng Trị. Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh RCB (Randommized Complete Block Design), 3 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm là 15 m2 (5 m x 3 m), khoảng cách giữa các ô trong cùng lần nhắc lại là 10 cm và giữa các lần nhắc là 30 cm. Thực hiện theo theo quy trình của Sở Nông
44 nghiệp và Phát triển nông thôn của các tỉnh năm 2008. Lượng phân bón cho 1 ha: 8 tấn phân chuồng + 110 kg N + 80 kg P2O5 + 80 kg K2O - Các chỉ tiêu nghiên cứu: - Các đặc điểm nông học: thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều dài lá đòng, số nhánh hữu hiệu/khóm, độ dài giai đoạn trổ, số bông/m2, tổng số hạt/bông, tỷ lệ hạt lép/bông, khối lượng 1000 hạt, năng suất lý thuyết và năng suất thực tế. - Mức độ nhiễm các loại sâu bệnh hại chính: rầy nâu, sâu cuốn lá, đạo ôn, khô vằn, bạc lá. - Khả năng chống chịu điều kiện bất lợi: khả năng chịu nóng, khả năng chịu lạnh và khả năng chống đổ của các giống. 2.2.2.2. Đánh giá giá trị canh tác và giá trị sử dụng các giống lúa mới được tuyển chọn tại Hà Tĩnh và Quảng Trị - Vật liệu: Gồm 9 giống lúa có triển vọng nhất đã được tuyển chọn từ thí nghiệm đánh giá sơ bộ tập đoàn giống lúa mới, trong đó có 6 giống lúa tẻ: BM125, HT9, HT13, HT18, HV3 và XT28, với giống HT1 làm đối chứng; 1 giống lúa cẩm LĐ2 và 2 giống nếp N34 và N208, với giống N97 làm đối chứng. - Thời gian, địa điểm và phương pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành trong vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2009 tại các huyện Can Lộc, Cẩm Xuyên và Kỳ Anh tỉnh Hà Tĩnh; trong vụ Hè Thu năm 2009 và vụ Xuân năm 2010 tại các huyện Vĩnh Linh và Triệu Phong tỉnh Quảng Trị. Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh RCB (Randommized Complete Block Design), 3 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm là 15 m2 (5 m x 3 m), khoảng cách giữa các ô trong cùng lần nhắc lại là 10 cm
45 và giữa các lần nhắc là 30 cm. Theo Tiêu chuẩn ngành về quy phạm thử nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống lúa 10 TCN 10 TCN 590 - 2004. - Các chỉ tiêu nghiên cứu: - Các đặc điểm nông học: thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều dài lá đòng, số nhánh hữu hiệu/khóm, độ dài giai đoạn trổ, độ thuần đồng ruộng và độ tàn lá. - Khả năng cho năng suất: số bông/m2, tổng số hạt/bông, tỷ lệ hạt lép/bông (%), khối lượng 1000 hạt, năng suất lý thuyết và năng suất thực tế của các giống. - Mức độ nhiễm các loại sâu bệnh hại chính: rầy nâu, sâu cuốn lá, đạo ôn, khô vằn và bạc lá. - Khả năng chống chịu điều kiện bất lợi: khả năng chịu nóng, khả năng chịu lạnh và khả năng chống đổ của các giống. 2.2.2.3. Đánh giá tính ổn định, tính thích nghi của các giống lúa mới được tuyển chọn tại Hà Tĩnh và Quảng Trị Đánh giá tính ổn định, tính thích nghi của các giống lúa thí nghiệm theo mô hình toán học của Eberhart S.A và Russel W.A. (1966). Yịj = µi + βiIj + δij + ᵋij i: 1,2,3,4, v: Số giống thí nghiệm; j: 1,2,3,4, n: Số môi trường. Yij = Trung bình của giống i ở môi trường j. µ = Giá trị trung bình tổng thể của các giống qua tất cả các môi trường; βi = Hệ số hồi quy của giống thứ i trên chỉ số môi trường j.
46 δij = Độ lệch của hồi quy. + Chỉ số môi trường Ij cho chúng ta biết điều kiện canh tác từ thuận lợi đến kém thuận lợi của địa điểm thí nghiệm: Ij = (∑Yịj/v) – (∑∑ Yịj/vn) 2 2 + Chỉ số ổn định (S di) được đánh giá ở các mức độ: ổn định (S di ~ 0) 2 và kém ổn định (S di khác 0). 2 2 2 S di = (j∑ δ ij/n-2) – (S e/r). + Chỉ số thích nghi (bi) được đánh giá ở các mức độ: thích nghi rộng (bi ~1), thích nghi với các môi trường thuận lợi (bi >1) và thích nghi với môi trường không thuận lợi (bi <1). 2 βi = j∑YijIj/j∑Ij 2.2.2.4. Đánh giá giá trị sử dụng qua phân tích chất lượng gạo và hiệu quả kinh tế của các giống - Phân tích các chỉ tiêu về chất lượng gạo và chất lượng nấu nướng: tỷ lệ gạo lật, tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên, tỷ lệ bạc bụng, hàm lượng protein, hàm lượng Amilose, mùi thơm, độ ngon cơm. - Tính giá trị thu nhập: tổng thu nhập, tổng chi phí sản xuất và lãi thuần của các giống so với đối chứng. 2.2.3. Nội dung 3: Thí nghiệm hoàn thiện kỹ thuật canh tác đối với các giống lúa mới triển vọng 2.2.3.1.Vật liệu - Chọn 2 giống lúa tẻ HT18, BM125, đại diện cho nhóm lúa tẻ; 2 giống nếp N34, N208 đại diện cho nhóm nếp và lúa cẩm làm thí nghiệm. - Sử dụng các loại phân đơn: phân đạm urê Phú Mỹ (46% N), supe lân Lâm Thao (20% P205), clorua kali (60% K20).
47 - Các công thức thí nghiệm như sau: + Công thức phân bón (kg/ha): Công thức 1: 70 kg N, 70 kg P2O5, 50 kg K2O; Công thức 2: 90 kg N, 80 kg P2O5, 70 kg K2O; Công thức 3: 110 kg N, 90 kg P2O5, 90 kg K2O; Công thức 4: 130 kg N, 100 kg P2O5, 110 kg K2O; Nền 8 - 10 tấn phân chuồng. + Công thức lượng hạt giống gieo thẳng: Công thức 1: 40 kg giống/ha, Công thức 2: 60 kg giống/ha, Công thức 3: 80 kg giống/ha, Công thức 4: 100 kg giống/ha (mật độ của đa số nông dân địa phương đang sử dụng). + Công thức thời vụ gieo thẳng: + Vụ Xuân: Công thức 1: Gieo ngày 01/01, Công thức 2: Gieo ngày 10/01, Công thức 3: Gieo ngày 20/01, Công thức 4: Gieo ngày 30/01. + Vụ Hè Thu: Công thức 1: Gieo ngày 20/5, Công thức 2: Gieo ngày 01/6, Công thức 3: Gieo ngày 10/6,
48 Công thức 4: Gieo ngày 20/6. 2.2.3.2. Thời gian, địa điểm và phương pháp bố trí thí nghiệm - Thí nghiệm được tiến hành trong vụ Xuân và Hè Thu năm 2010 tại các huyện Can Lộc, Cẩm Xuyên và Kỳ Anh tỉnh Hà Tĩnh; trong vụ Hè Thu năm 2010 và vụ Xuân năm 2011 tại các huyện Vĩnh Linh và Triệu Phong tỉnh Quảng Trị. - Thí nghiệm về thời vụ được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh RCB (Randommized Complete Block Design), 3 lần nhắc lại. Diện tích ô thí nghiệm là 15 m2 (5 m x 3 m), khoảng cách giữa các ô trong cùng lần nhắc lại là 10 cm và giữa các lần nhắc là 30 cm. Thí nghiệm mật độ và phân bón được bố trí theo kiểu ô lớn, ô nhỏ (Split- plot- desigin), 3 lần nhắc lại, diện tích ô lớn là 20 m2 (5 m x 4 m), diện tích ô nhỏ là 5 m2 (2,5 m x 2 m), khoảng cách giữa các ô trong cùng lần nhắc lại là 10 cm và giữa các lần nhắc là 30 cm. 2.2.3.3. Các chỉ tiêu nghiên cứu - Các đặc điểm nông học: thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số nhánh hữu hiệu/khóm, tỷ lệ hạt lép/bông, khối lượng 1.000 hạt, năng suất lý thuyết và năng suất thực tế. - Mức độ nhiễm các loại sâu bệnh hại chính: rầy nâu, sâu cuốn lá, đạo ôn, khô vằn và bạc lá. - Khả năng chống chịu điều kiện bất lợi: khả năng chịu nóng, khả năng chịu lạnh và khả năng chống đổ của các giống. 2.2.4. Nội dung 4: Trình diễn sản xuất thử các giống lúa mới 2.2.4.1. Vật liệu
49 - Gồm 4 giống lúa tẻ: BM125, HT13, HT18 và HV3; 2 giống nếp: N34 và N208 và 1 giống lúa cẩm LĐ2 được tuyển chọn từ thí nghiệm đánh giá giá trị canh tác. - Sử dụng loại phân đơn: phân đạm ure Phú Mỹ (46% N), suphe lân Lâm Thao (20% P205), clorua kali (60% K20) và phân tổng hợp NPK Việt Nhật (16%N,16% P205, :8% K20:13% S) phối hợp. 2.2.4.2. Thời gian, địa điểm và phương pháp bố trí mô hình trình diễn Các mô hình trình diễn thực hiện tại các huyện Can Lộc, Cẩm Xuyên và Kỳ Anh tỉnh Hà Tĩnh; huyện Vĩnh Linh và Triệu Phong tỉnh Quảng Trị; huyện Phong Điền tỉnh Thừa Thiên Huế trong vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2011. Diện tích trình diễn mỗi giống ở một địa điểm là 1 ha, diện tích mỗi mô hình trình diễn là 5 ha và có 50 hộ nông dân tham gia. Mô hình trình diễn thử nghiệm được bố trí theo quy trình của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh. 2.2.4.3. Các chỉ tiêu nghiên cứu - Các đặc điểm nông học: chiều dài bông, số nhánh hữu hiệu/khóm, độ tàn lá, năng suất lý thuyết và năng suất thực tế. - Mức độ nhiễm các loại sâu bệnh hại chính: rầy nâu, sâu cuốn lá, đạo ôn, khô vằn và bạc lá. - Khả năng chống chịu điều kiện bất lợi: khả năng chịu nóng, khả năng chịu lạnh và khả năng chống đổ của các giống. - Đánh giá hiệu quả kinh tế và khả năng mở rộng sản xuất các giống lúa mới được tuyển chọn của bà con nông dân tại các địa phương. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu
50 Các chỉ tiêu được theo dõi trong điều kiện đồng ruộng bình thường, các chỉ tiêu định tính được đánh giá bằng mắt, thực hiện qua quan sát toàn ô thí nghiệm, trên từng cây hoặc các bộ phận của cây và cho điểm. Các chỉ tiêu định lượng được đo đếm trên cây mẫu được lấy ngẫu nhiên, trừ cây ở hàng biên. 2.3.1.1. Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa 1: Nảy mầm, 4: Vươn lóng, 7: Chín sữa, 2: Mạ, 5: Làm đòng, 8: Vào chắc, 3: Đẻ nhánh, 6: Trổ bông, 9: Chín. 2.3.1.2. Các đặc điểm nông học - Thời gian sinh trưởng: Tính số ngày từ khi gieo đến khi khoảng 85% đến 90% số hạt trên bông chín; - Chiều cao cây: Đo từ mặt đất đến đỉnh bông cao nhất (không kể râu hạt); - Số nhánh hữu hiệu/khóm, tính số nhánh có ít nhất 10 hạt chắc/bông trở lên; - Độ thuần đồng ruộng: điểm 1 (cao), cây khác dạng 0,3 - 0,5%, điểm 5 (thấp) cây khác dạng > 0,5%; - Độ thoát cổ bông: điểm 1 thoát hoàn toàn, điểm 5 thoát vừa đúng cổ bông, điểm 9 thoát một phần; - Độ dài giai đoạn trổ: Quan sát toàn bộ ô thí nghiệm. Cây lúa trổ khi bông thoát khỏi bẹ lá đòng từ 5cm trở lên: Điểm 1 tập trung không quá 3 ngày, điểm 5 trung bình 4 - 7 ngày, điểm 9 dài hơn 7 ngày;
51 - Độ tàn lá (quan sát sự chuyển màu của lá): điểm 1 (muộn), lá giữ màu xanh tự nhiên; điểm 5 (trung bình), các lá trên biến vàng; điểm 9 (sớm), tất cả lá biến vàng hoặc chết. 2.3.1.3. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi - Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh trong điều kiện tự nhiên thí nghiệm đồng ruộng theo hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa SES- IRRI, (2002)[78]. - Khả năng chống chịu điều kiện bất lợi: Nóng, lạnh, chống đổ đánh giá theo hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa SES- IRRI, (2002)[78]. + Khả năng chịu lạnh (quan sát giai đoạn 4 - 9): Quan sát sự thay đổi màu sắc lá và sự sinh trưởng khi nhiệt độ xuống dưới 150C (điểm): Điểm 1: Cây xanh bình thường, sinh trưởng và trổ bình thường, Điểm 3: Cây hơi bị còi, sinh trưỏng bị chậm lại, Điểm 5: Cây còi, lá biến vàng, sinh trưởng chậm, Điểm 7: Cây còi cọc nặng, lá vàng, sinh trưởng chậm, trổ không thoát, Điểm 9: Cây còi cọc nặng, lá mầu nâu, sinh trưởng chậm, không trổ. + Khả năng chịu nóng (quan sát giai đoạn 7 - 9): Tính tỷ lệ (%) hạt chắc trên bông sau khi gặp nóng (điểm): Điểm 1: > 80% hạt chắc trên bông, Điểm 3: 61 – 80% hạt chắc trên bông, Điểm 5: 41 – 60% hạt chắc trên bông, Điểm 7: 11 – 40% hạt chắc trên bông, Điểm 9: < 11% hạt chắc trên bông. + Khả năng chống đổ (quan sát giai đoạn 8 - 9) quan sát tư thế của cây trước khi thu hoạch:
52 Điểm 1 (cứng) cây không bị đổ, Điểm 5 (trung bình) hầu hết cây bị nghiêng, Điểm 9 (yếu) tất cả cây bị đổ rạp. 2.3.1.4. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất - Số bông/m2, số hạt trên bông, số hạt chắc/bông, tỉ lệ hạt lép (%), khối lượng 1000 hạt, năng suất lý thuyết, năng suất thực thu. + Số bông hữu hiệu: Đếm số bông có ít nhất 10 hạt chắc của một cây. Số cây mẫu: 5 cây; + Số hạt trên bông: Đếm tổng số hạt có trên bông. Số cây mẫu: 5; + Tỷ lệ lép (%): Tính tỷ lệ (%) hạt lép trên bông. Số cây mẫu: 5; + Khối lượng 1000 hạt: Cân 8 mẫu 100 hạt ở độ ẩm 14%, đơn vị tính (gam). + Năng suất lý thuyết (NSLT) được tính bằng công thức: Năng suất lý thuyết (tạ/ha) = Số bông hữu hiệu/m2 x số hạt chắc/bông x KL1000 hạt (g) x 10-4. + Năng suất thực thu (NSTT): Gặt từng ô của 3 lần nhắc lại, phơi khô đạt đến độ ẩm 14%, quạt sạch, sau đó tính năng suất trên ha (đơn vị tính tạ/ha). + Thu hoạch khi có khoảng 85 đến 90% số hạt trên bông đó chín. Trước khi thu hoạch mỗi giống lấy mẫu 10 khóm để đánh giá các chỉ tiêu trong phòng. 2.3.1.5. Chất lượng gạo và nấu nướng Các chỉ tiêu chất lượng gạo được phân tích theo tiêu chuẩn hiện hành: - Tỷ lệ gạo lật; - Tỷ lệ gạo nguyên;
53 - Tỷ lệ gạo xát; - Chiều dài, chiều rộng hạt gạo lật; - Tỷ lệ bạc bụng (%) = 100 - Tỷ lệ hạt trắng trong (%); Khối lượng hạt trắng trong - Tỷ lệ hạt trắng trong (%) = x 100; Khối lượng hạt nguyên - Hàm lượng Protein tổng số được xác định theo phương pháp MicrôKjeldahl (trªn g¹o lËt) với hệ số chuyển đổi % Protein = % N x 5,59. - Hàm lượng Amylose: Được xác định theo tiêu chuẩn ngành 5716 – 1993 (ISO 6647, phương pháp của Perez và Juliano, 1981). Hµm lîng Amylose cao: > 25%; thÊp 740C. - Phân loại gạo theo tiêu chuẩn Việt Nam (10 TCN 590 – 2004) của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. + Phân loại kích thước hạt: Hạt rất dài: D > 7 mm Hạt dài: 6 mm 3 Hạt thon trung bình: 2 mm < D/R < 3 mm Hạt hơi thon : D/R < 2 mm
54 - Đánh giá mùi thơm: + Theo Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, (2004)[24] gồm bốn mức: thơm đậm (điểm 7), thơm (điểm 5), thơm nhẹ (điểm 3), không thơm (điểm 1). Thống kê điểm trung bình các lần lặp lại để so sánh. + Sha và Linscombe (2004)[99] cho biết: sử dụng phương pháp nhai hạt gạo sẽ hữu hiệu trong chọn lọc lúa có mùi thơm đậm trên đồng, 100% mẫu lúa thơm đậm và thơm đều được nhận diện chính xác so với phương pháp định lượng 2-AP. + Phương pháp thử mùi thơm trên gạo: Bóc 40 hạt gạo lứt/khóm cho vào ống nghiệm, rót thêm 5ml KOH 1,7% vào ống nghiệm, đậy kín nắp, để yên 15 phút ở nhiệt độ phòng (Kabria và cộng sự, 2008)[82]. Đội chuyên thử thơm gồm do 5 người ngửi ở nơi thoáng gió và phân hạng mùi thơm. Điểm thơm của một khóm là trung bình của 3 lần ngửi lặp lại của 1 mẫu, mỗi lần cách nhau 10 phút. - Đánh giá chất lượng cơm bằng cảm quan: Mỗi thành viên đánh giá cảm quan được ăn thử và đánh giá chất lượng của cơm bằng cách ngửi, nhìn, nếm mỗi mẫu theo các chỉ tiêu mùi thơm, độ mềm, độ dính, độ trắng, độ bóng, vị ngon, cho điểm theo bảng điểm (phụ lục 2.2) và sau đó tính điểm trung bình như công thức tính trung bình điểm thơm. 2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu - Các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất được đo đếm, đánh giá theo phương pháp thí nghiệm đồng ruộng theo giáo trình của Phạm Chí Thành (1986)[40], Gomez (1984)[73]. Số liệu được xử lý thống kê bằng phần mềm MS.Excel và IRRISTAT VER 5.0.
55 - Chỉ số ổn định và chỉ số thích nghi của các giống thí nghiệm được xử lí theo chương trình ổn định của Nguyễn Đình Hiền, theo mô hình toán học của Eberhart S.A và Russel W.A. (1966). .
56 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đánh giá thực trạng sản xuất lúa tại Hà Tĩnh và Quảng Trị 3.1.1. Thực trạng sản xuất lúa tại Hà Tĩnh từ 2003 - 2007 3.1.1.1. Diện tích trồng lúa: Kết quả điều tra trên 12 huyện thị trong tỉnh cho thấy Hà Tĩnh có 3 vụ lúa trong năm: lúa Đông Xuân, Hè Thu và lúa Mùa. Diện tích lúa cả năm là 101.234 ha trong đó lúa Đông Xuân với diện tích 54.206,4 ha chiếm 53,55%; vụ Hè Thu 38.038,8 ha chiếm 37,58% và vụ mùa 8.989 ha chiếm 8,88%. Các huyện Đức Thọ, thị xã Hồng Lĩnh không còn diện tích gieo cấy lúa mùa (phụ lục 3.1). Kết quả điều tra diện tích trồng lúa của các huyện thị đã cho thấy: Can Lộc là huyện có diện tích trồng lúa lớn nhất với diện tích vụ Đông Xuân bình quân hàng năm là 9.688 ha chiếm 17,87%, Hè Thu 8.720 ha chiếm 22,93%. Tiếp đến huyện Cẩm Xuyên diện tích vụ Đông Xuân là 8.793,2 ha chiếm 16,22%, Hà Tĩnh 7.476,6 ha chiếm 19,66%. Huyện có diện tích trồng lúa ít nhất là Vũ Quang vụ Đông Xuân chỉ 1.051 ha chiếm gần 2%, vụ Hè Thu 393 ha chiếm 1,03%, vụ mùa 21,4 ha chiếm 0,24% diện tích trồng lúa cả tỉnh (phụ lục 3.1). 3.1.1.2. Cơ cấu giống, mùa vụ: Điều tra về cơ cấu giống, mùa vụ trong vụ Xuân và Hè Thu tại Hà Tĩnh, kết quả ở biểu đồ 3.1 và phụ lục 3.4, cho thấy: - Trà Xuân sớm chủ yếu gieo cấy giống lúa IR1820 với 11.685 ha chiếm 22,53 %. Từ lâu, giống lúa IR1820 đã đồng hành với đồng ruộng Hà Tĩnh và trở thành giống chủ lực hơn 30 năm nay. Đến thời điểm hiện tại, giống lúa này đã trở nên lạc hậu, do thời gian sinh trưởng quá dài, đầu vụ sản xuất trùng
57 hợp vào thời điểm rét đậm, rét hại, nhiều sâu bệnh nên năng suất không cao, chất lượng gạo không ngon, mang lại giá trị kinh tế thấp. Trong khi đó, trên thị trường đã xuất hiện nhiều giống lúa có hạt gạo thơm, dẻo, chất lượng cao hơn hẳn giống IR1820. Đặc biệt các giống mới có thời gian sinh trưởng rút ngắn gần một nửa so với giống IR1820, hạn chế được sự rủi ro trên đồng ruộng về sâu bệnh, khí hậu thời tiết khắc nghiệt và phù hợp với đặc tính của nhiều vùng đất sản xuất nông nhiệp. - Trà Xuân trung: Chủ lực là nhóm giống X (NX30, Xi23), diện tích gieo trồng hàng năm 9.679 ha, chiếm khoảng 19% diện tích trong vụ Xuân. - Trà Xuân muộn và Hè Thu: Chủ lực là Khang dân 18, diện tích gieo trồng hàng năm 17.000 - 18.000 ha chiếm 17 – 18%, trong đó trà Xuân muộn 8.811ha chiếm 11,2% diện tích, Hè Thu 12.420 ha, chiếm 33%. Xuân mai 12, diện tích gieo trồng hàng năm khoảng 11.000 ha chiếm 13%, trong đó trà Xuân muộn 4.284 ha chiếm 8,26%, Hè Thu 4.284 ha chiếm 18%. - Nhóm giống chất lượng cao và giống ngắn ngày (HT1, LT2, DV108, P6, CN2, AYT77 ): Diện tích gieo trồng hàng năm 14.683 ha chiếm 21%, trong đó vụ Đông Xuân 6.571 ha chiếm 22%, Hè Thu 8.112 ha, chiếm 21% ở các vùng chạy lụt tại Đức Thọ, Thạch Hà, Can Lộc, Nghi Xuân, Kỳ Anh. Nhóm giống lúa lai: Diện tích gieo trồng hàng năm 10.540 ha chiếm 9%, trong đó trà Xuân muộn 5.840 ha chiếm 11,26%, Hè Thu 4.700 ha chiếm 12%. Lúa lai được gieo cấy chủ yếu ở các huyện Hương Khê, Hương Sơn - Cơ cấu giống chủ yếu trong vụ Hè Thu là Khang dân 18 chiếm 33%, giống XM 12 chiếm 18%, lúa lai 12%, các giống khác 21% (DV108, HT1, Bắc thơm số 7, AYT77, LT2 ). Một số giống mới đưa vào từ 2006 như ĐB6, Khang dân đột biến, TBR1, CR203, CN2 chỉ chiếm từ 1 - 3%.