Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của tập đoàn giống nhập nội vụ đông xuân 2015 2016 tại xã quảng an, huyện quảng điền, tỉnh thừa thiên huế

Để khai thác tốt nhất tiềm năngcủa đất đai ở vùng cao và vùng khó khăn đồng thời làm giảm nguy cơ mất mùado gặp hạn vào các thời kỳ mẫn cảm trong tình trạng khan hiếm nước như hiệnnay th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

Khoa Nông học

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của tập đoàn giống nhập nội vụ Đông Xuân 2015 - 2016 tại xã Quảng An, huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh My Lớp: CĐKHCT K47

Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Minh Quang

Bộ môn: Di truyền giống

NĂM 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh My Lớp: CĐKHCT K47

Thời gian thực hiện: Tháng 01/2015 - Tháng 5/2015 Địa điểm thực tập: Xã Quảng An, huyện Quảng Điền

tỉnh Thừa Thiên Huế Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Minh Quang

Bộ môn: Di truyền giống

NĂM 2016

Trong suốt quá trình thực tập, đến nay tôi đã hoàn thành báo cáo tốt nghiệp của mình với đề tài: “Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của tập đoàn giống nhập nội vụ Đông Xuân 2015 - 2016 tại xã Quảng An, huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế”.

Để hoàn thành báo cáo tốt nghiệp này, trước tiên tôi xin chân thành cảm

ơn quý thầy giáo, cô giáo khoa Nông học trường Đại học Nông Lâm Huế đã tận tình truyền đạt cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu.

Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo ThS Trần Minh Quang, người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình cho tôi trong suốt thời gian thực tập vừa qua.

Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ trong Hợp tác xã Đông Phú, xã Quảng An, huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành báo cáo tốt nghiệp.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên, giúp

đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực tập tốt nghiệp.

Mặc dù đã có sự cố gắng nhưng do còn nhiều hạn chế về kinh nghiệm và kiến thức thực tiễn nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và sự thông cảm của quý thầy cô.

Một lần nửa em xin chân thành cảm ơn!

Huế, tháng 5 năm 2016

Sinh viênNguyễn Khánh My

MỤC LỤC

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài 3

1.2.1 Mục đích 3

1.2.2 Yêu cầu 3

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

1.3.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

2.1 Nguồn gốc phân loại cây lúa 4

2.1.1 Nguồn gốc cây lúa 4

2.1.2 Phân loại cây lúa 4

2.2 Khái niệm về lúa cạn và lúa chịu hạn, lúa phụ thuộc nước trời 6

2.3 Giá trị của lúa gạo 8

2.3.1 Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo 8

2.3.2 Giá trị sử dụng của lúa gạo 9

2.3.3 Giá trị kinh tế của lúa gạo 10

2.4 Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa, lúa chịu hạn trên thế giới 11

2.4.1 Tình hình sản xuất lúa và lúa chịu hạn trên thế giới 11

2.4.1.1 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới: 11

2.4.1.2 Tình hình sản xuất lúa và lúa chịu hạn trên thế giới 13

2.4.2 Tình hình nghiên cứu lúa và lúa chịu hạn trên thế giới 13

2.4.2.1 Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới 13

2.4.2.2 Tình hình nghiên cứu lúa cạn và lúa chịu hạn trên thế giới 15

2.5 Tình hình sản xuất, nghiên cứu lúa và lúa chịu hạn tại Việt Nam 16

2.5.1.1 Tình hình sản xuất lúa tại Việt Nam 16

2.5.1.2 Tình hình sản xuất lúa chịu hạn tại Việt Nam 18

2.5.2 Tình hình nghiên cứu lúa và lúa chịu hạn tại Việt Nam 19

2.5.2.1 Tình hình nghiên cứu lúa tại Việt Nam 19

2.5.2.2.Tình hình nghiên cứu lúa chịu hạn tại Việt Nam 21

2.6 Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa gạo tại Thừa Thiên Huế 22

2.6.1 Tình hình sản xuất lúa gạo tại Thừa Thiên Huế 22

2.6.2 Tình hình nghiên cứu lúa và lúa chịu hạn tại Thừa Thiên Huế 24

2.7 Cơ sở khoa học của đề tài 24

2.7.1 Khái niệm về hạn 24

2.7.2 Phân loại hạn 25

2.7.3 Tác động của việc thiếu nước 25

2.7.4 Cơ chế chịu hạn 26

2.7.5 Bản chất của tính chống chịu hạn 28

2.8 Cơ sở thực tiễn của đề tài 29

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 30

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 30

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 31

3.1.2.1 Phạm vi không gian 31

3.1.2.2 Phạm vi thời gian 31

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 31

3.3 Nội dung nghiên cứu 31

3.4 Phương pháp nghiên cứu 31

3.4.1 Bố trí thí nghiệm 31

3.4.2 Thời vụ, mật độ cấy, chăm sóc và lượng phân 32

3.4.3 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 33

3.5 Điều kiện thí nghiệm 35

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37

4.1 Đánh giá thời gian sinh trưởng và phát triển của các giống lúa thí

nghiệm 37

4.2 Nghiên cứu một số đặc trưng hình thái của các giống lúa thí nghiệm 42

4.3 Đánh giá khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm 44

4.4 Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống lúa thí nghiệm 47

4.5 Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm 49

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 53

5.1 Kết luận 53

5.2 Đề nghị 53

PHẦN 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHẦN 7 PHỤ LỤC 59

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo tính theo % chất khô so với một số cây

lấy hạt khác 9

Bảng 2.2 Tình hình xuất khẩu gạo của Việt Nam qua các năm 10

Bảng 2.3 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới từ năm 2005 – 2014 11

Bảng 2.4 Năng suất lúa gạo trên thế giới từ năm 2005 đến 2014 12

Bảng 2.5 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của Việt Nam qua các năm 2005 – 2013 17

Bảng 2.6 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa tỉnh Thừa Thiên Huế 2005 - 2014 23

Bảng 2.7 Tổng hợp diện tích bị hạn (ha) trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế 29

Bảng 3.1 Diễn biến thời tiết khí hậu từ tháng 1 năm 2016 đến tháng 4 năm 2016 của tỉnh Thừa Thiên Huế 35

Bảng 4.1 Thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống lúa thí nghiệm trong vụ Đông Xuân 2015- 2016 39

Bảng 4.2 Đặc trưng về hình thái của các giống lúa thí nghiệm 43

Bảng 4.3 Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm 45

Bảng 4.4 Mực nước trên đồng ruộng và độ cuốn lá của các giống lúa thí nghiệm 47

Bảng 4.5 Bảng đánh giá mức độ cuốn lá của các giống thí nghiệm 48

Bảng 4.6 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm 50

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Diện tích và sản lượng lúa của Thế giới từ năm 2005 đến 2014 12Hình 4.1: Biểu đồ biểu diễn khả năng đẻ nhánh của các giống thí nghiệm 46Hình 4.2 Biểu đồ diễn biến mực nước trên đồng ruộng 47Hình 4.3 Biểu đồ năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các giống

lúa thí nghiệm 52

Trên thế giới, cây lúa được 250 triệu nông dân trồng, là lương thực chínhcủa 1,3 tỉ người nghèo nhất trên thế giới, là sinh kế chủ yếu của nông dân Lànguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người, bình quân 180 - 200 kggạo/ người/ năm tại các nước châu Á, khoảng 10 kg/người/năm tại các nướcchâu Mỹ.

Ở Việt Nam, dân số trên 80 triệu và 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạolàm lương thực chính Lúa gạo đóng vai trò chính trong sản xuất nông nghiệpcủa bà con nông dân trên khắp cả nước Từ lúa gạo chúng ta có thể chế biếnđược nhiều thực phẩm khô, món ăn hấp dẫn trong nền văn hóa ẩm thực Việt.Trồng lúa là một nghề có truyền thống của hơn 80% dân số Việt Nam từ trên

4000 năm nay Lúa là cây lương thực hàng đầu của nước ta Trong những nămgần đây hàng loạt giống lúa mới ra đời, đặc biệt là các giống lúa tốt có năng suấtcao, phẩm chất tốt, kháng sâu bệnh Nghề trồng lúa từ chỗ giải quyết cái đói,công ăn việc làm cho nông dân nay đã trở thành một ngành nghề chính góp phầntăng kim ngạch xuất khẩu, là nguồn thu ngoại tệ lớn làm giàu cho nước nhà Tuynhiên để đảm bảo an ninh lương thực vẫn còn nhiều vấn đề phải giải quyết dođiều kiện sản xuất ở các vùng là khác nhau Ngoài những vùng có điều kiệnthuận lợi cho sản xuất lúa thì hiện nay vẫn còn rất nhiều vùng khác gặp nhiềuđiều kiện khó khăn trong sản xuất lúa như lũ lụt, hạn hán, …

Hiện nay, trong điều kiện khí hậu toàn cầu biến đổi phức tạp, trái đất nónglên dẫn đến băng tan ở hai cực và nước biển dâng đe dọa các vùng đất trồng trọtven biển, canh tác lúa nước ở nhiều vùng trên thế giới cũng như ở Việt Nam

chỗ cho các vùng trong cả nước, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia cũng nhưtrong khu vục,

Đảng và Nhà nước đã có những chính sách rất thiết thực để phát triển câylúa phụ thuộc nước trời ở những vùng khó khăn Để khai thác tốt nhất tiềm năngcủa đất đai ở vùng cao và vùng khó khăn đồng thời làm giảm nguy cơ mất mùa

do gặp hạn vào các thời kỳ mẫn cảm trong tình trạng khan hiếm nước như hiệnnay thì việc chọn tạo và đưa các giống lúa chịu hạn có năng suất cao và ổn địnhphù hợp với điều kiện tự nhiên vào sản xuất để thay thế cho các giống địaphương năng suất thấp là ưu tiên hàng đầu

Ở Việt Nam diện tích canh tác lúa khoảng 4,36 triệu ha, trong đó có2,2 triệu ha là đất thâm canh, chủ động tưới tiêu nước, còn lại hơn 2,1 triệu ha

là đất canh tác lúa trong điều kiện khó khăn Trong 2,1 triệu ha có khoảng0,5 triệu ha lúa cạn và khoảng 0,8 triệu ha là đất bấp bênh nước (Vũ Tuyên Hoàng, 1995) Theo số liệu thống kê (năm 2002), trong những năm gần đây diện tích gieo trồng lúa hàng năm có khoảng 7,3 - 7,5 triệu ha, thì có tới 1,5 - 1,8 triệu ha thường bị thiếu nước Hơn nữa, nguồn tài nguyên nước phục vụ chonông nghiệp ngày càng hạn chế và đã được báo động trong nhiều Hội nghị khoahọc của thế giới gần đây Các nhà khoa học đều khẳng định, khô hạn ảnh hưởngnghiêm trọng đến an toàn lương thực của nhân loại và tài nguyên nước phục vụcho nông nghiệp không phải là vô tận Bên cạnh đó, áp lực dân số kèm theo sựphát triển của các đô thị đã làm gia tăng nhu cầu nước phục vụ dân sinh và cácngành công nghiệp Chính vì vậy, thiếu nước tưới trong sản xuất nông nghiệp làvấn đề đang được dự báo cấp thiết trên qui mô toàn cầu Đối với những vùngbấp bênh về nước, thì ngoài các giống lúa địa phương còn sử dụng một số giốnglúa thâm canh, nhưng khả năng chịu hạn kém, hoặc sử dụng một số giống chịuhạn cải tiến nhưng chất lượng chưa phù hợp với thị hiếu người dân địa phương.Theo hướng này, việc nghiên cứu đánh giá tuyển chọn các giống lúa phụ thuộcnước trời ở vùng khô hạn được xem là công việc cần tiến hành thường xuyên

dự báo biến đổi khí hậu, nguồn nước tưới trong nông nghiệp có thể giảm đi, diệntích đất cạn hoặc thiếu nước có thể tăng lên Do vậy, việc nghiên cứu và pháttriển các giống lúa cho vùng khô hạn, thiếu nước là hết sức quan trọng, góp phầnđảm bảo an ninh lương thực và xoá đói giảm nghèo cho người nông dân ởnhững vùng có điều kiện khó khăn

Từ những thực tiễn nói trên tôi đã tiến hành đề tài: “Đánh giá khả năng sinh

trưởng, phát triển và năng suất của tập đoàn giống nhập nội vụ Đông Xuân

2015 - 2016 tại xã Quảng An, huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế”.

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích

- Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của tập đoàn giốnglúa nhập nội phụ thuộc nước trời trong vụ Đông Xuân 2015 – 2016 tại xã Quảng

An, huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế

- Xác định được những giống có khả năng chịu hạn tốt, thích nghi với điềukiện của địa phương, có khả năng cho năng suất cao

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Xác định được các giống lúa phụ thuộc nước trời thích hợp với vùng đấttrồng lúa bị hạn tại tỉnh Thừa Thiên Huế

- Khuyến cáo cho nông dân đưa vào sản xuất những giống lúa phụ thuộcnước trời tốt có năng suất chất lượng cao nhằm góp phần nâng cao sản lượng lúacủa huyện và tỉnh

PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

2.1 Nguồn gốc phân loại cây lúa

2.1.1 Nguồn gốc cây lúa.

Cây lúa (Oryza sativa L.) có nguồn gốc lịch sử lâu đời ở vùng Đông Nam

Á, mà Việt Nam là chốn tổ của nghề lúa (Nguyễn Văn Luật, 2001) [1] Đa sốcác tài liệu nghiên cứu về lúa của thế giới đều thống nhất nguồn gốc của cây lúahiện nay là ở châu Á chủ yếu ở Đông Nam Á, trải dài từ bắc Ấn Độ, Miến Điện,bắc Thái Lan, Lào và Việt Nam đến Tây Nam và Nam Trung Quốc Theo tàiliệu của Trần Văn Đạt (2002) cho biết: Tổ tiên lúa trồng ở châu Á (Oryza sativa)

đã xuất hiện từ thời kỳ đồ đá mới, cách đây 10 – 15 ngàn năm từ vùng chân núiphía nam dãy Hymalaya (Ấn Độ) và miền nam Đông Nam Á Về phương diệnthực vật học, lúa trồng hiện nay là do lúa dại qua quá trình chọn lọc tự nhiên,chọn lọc nhân tạo hình thành Lúa dại hiện nay còn giữ một số đặc tính sinhtrưởng tự nhiên trong các vùng đầm lầy, có thân mọc xòe, phân hóa phát dụchoa không hoàn toàn, kết hạt ít và dễ bị rụng hạt, hạt nhỏ, có râu Quá trìnhthuần hóa cũng là quá trình của sự lai tạp tự nhiên, đột biến gen do môi trường

và sự chọn lọc của môi trường qua hàng ngàn năm

2.1.2 Phân loại cây lúa

Cây lúa Oryza sativa L thuộc họ Hòa thảo Gramine, tộc Oryzae, có bộnhiễm sắc thể 2n = 4 Nhiều công trình nghiên cứu cho đến nay thống nhất rằng:chỉ có 2 vùng trên thế giới là châu Á và châu Phi biết thuần dưỡng cây lúa trồng

từ cây lúa dại cách đây hàng triệu năm Đó là hai loài lúa trồng Oryza sativa vàOryza gluberrima trồng ở tây châu Phi [11]

Theo quan điểm sinh thái học và tiến hóa đã chia lúa trồng ở châu Á thành

5 kiểu sinh thái có tên là Aus, Boro, Bulu, Aman va Trereh

Gutchih (1938) chia lúa trồng thành 3 loài phụ là Indica, Japonica vàPrevis Trong đó, Previs có hạt ngắn, Indica có hạt thon dài còn Japonica có hạt

to, dày, rộng [11]

Đinh Dĩnh (1958) chia lúa trồng thành 2 nhóm: Lúa tiên và lúa cánh Lúatiên có nguồn gốc từ Ấn Độ, Nam Trung Quốc, Đông Nam Á Lúa tiên có lá

Bắc Trung Quốc, Nhật Bản, Châu Âu Lúa có hạt bầu thích hợp với vùng ôn đới

và cận nhiệt đới [11]

Quan điểm canh tác học chia lúa trồng O.stiva thành 4 loại hình thích ứng

có điều kiện canh tác khác nhau (Trần Văn Thủy, 1998) [26]

- Lúa cạn: là loại lúa được trồng trên đất cao không giữ nước và sống chủyếu nhờ nước trời

- Lúa có tưới: được trồng trên những cánh đồng có công trình thủy lợi, chủđộng về nước tưới, tiêu theo yêu cầu của từng thời kỳ sinh trưởng của cây lúa

- Lúa nước sâu: được gieo trồng ở những cánh đồng thấp, khó rút nướchoặc rút nước chậm khi có mưa hoặc lũ Tuy nhiên thời gian ngập nước khôngquá 10 ngày và mực nước không quá 50cm

- Lúa nước nổi: là loại lúa được gieo trồng trước mùa mưa khi lúa đã đẻnhánh mực nước dâng cao do mưa lớn thì lúa vươn lóng rất nhanh (khoảng10cm/ngày) để ngoi theo vươn lên trên mặt nước

Ở Việt Nam tồn tại cả 4 nhóm lúa trên, nhưng chủ yếu là nhóm lúa nước cótưới Nhóm lúa cạn tồn tại nhiều ở vùng núi và Trung du Bắc Bộ, Tây Nguyên.Lúa có tưới được canh tác chủ yếu ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, đồngbằng sông Hồng và đồng bằng ven biển miền Trung Lúa nước sâu được trồngchủ yếu ở các vùng ngập úng, trũng đồng bằng Bắc Bộ

Dựa vào thời gian sinh trưởng, cây lúa chia làm 4 loại:

- Lúa rất sớm: < 100 ngày

- Lúa sớm: 101 – 120 ngày

- Lúa lỡ: 121 – 140 ngày

- Lúa muộn: > 140 ngày

Sự phân loại trên chỉ mang tính tương đối, vì nếu bị ảnh hưởng của nhiệt

độ, một số giống lúa sớm có thể trở thành lỡ hoặc muộn

Dựa vào đặc điểm sinh thái và địa lí, loài Oryza sativa L được chia thành 3nhóm: Indica, japonica và Javanica (hay Japonica nhiệt đới):

- Nhóm Indica: Thường trồng ở khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, có thâncao, dễ đổ ngã, nhiều chồi, lá ít xanh và cong, kháng sâu bệnh tốt, hạt gạo dàihoặc trung bình, nhiều tinh bột

- Nhóm Japonica: Thân ngắn, chống đổ ngã, lá xanh đậm, thẳng đứng, hạtgạo thường tròn, ngắn hoặc trung bình Khi nấu lên dẻo, có năng suất cao,thường được trồng ở vùng ôn đới hoặc những nơi có độ cao trên 1000 m so vớimặt nước biển.

- Nhóm Javanica: Có lá rộng với nhiều lông và ít chồi, thân cứng, chắc và ítcảm quang, hạt lúa thường có râu, thường được trồng nhiều ở Indonesia

Ngoài ra còn có lúa Oryza blaberrima được trồng ở Tây Phi cách đây 3.500năm, có thân cao như Indica, gié lúa thẳng, có ít hoặc không có nhánh phụ Hạtlúa không có lông trên vỏ trấu và gạo đỏ Loại lúa này kháng được nhiều sâubệnh và chịu hạn Tuy nhiên năng suất kém hơn những loại lúa khác [40]

Dựa trên những điều tra nghiên cứu ngày nay về mối quan hệ giữa kiểu gen

và kiểu hình của lúa đã phân loại lúa trồng thành 6 nhóm:

- Nhóm 1: Loài Indica điển hình phân bố trên toàn thế giới

- Nhóm 2: Gồm các loài ngắn ngày, chịu hạn phân bố chủ yếu ở tiểu lục địa

Ấn Độ

- Nhóm 3 và 4: Gồm loại ngập nước của Ấn Độ và Bangladesh

- Nhóm 5: Gồm loài lúa thơm của tiểu lục địa Ấn Độ như Basmati 370

- Nhóm 6: Bao gồm các loại Japonica và Javanica điển hình

Tóm lại có nhiều cách phân loại cây lúa theo điều kiện sinh thái, theo vĩ độ,theo mùa vụ, theo thời gian sinh trưởng hay theo chất lượng gạo, …

2.2 Khái niệm về lúa cạn và lúa chịu hạn, lúa phụ thuộc nước trời.

Hiện nay có nhiều định nghĩa của các nhà khoa học về cây lúa cạn, lúachịu hạn

Surajit K De Datta (1975) [32] đều cho rằng: "Lúa cạn là loại lúa đượcgieo hạt trên các loại đất khô, có thể là đất dốc hoặc đất bằng nhưng đều không

có bờ, nó sống phụ thuộc hoàn toàn vào độ ẩm do nước mưa cung cấp (nhờnước trời)"

Huke R.E (1982) dùng thuật ngữ "lúa khô" (dryland rice) thay cho "lúacạn" (upland rice) và định nghĩa lúa cạn được trồng ở những thửa ruộng đượcchuẩn bị đất và gieo hạt dưới điều kiện khô, cây lúa sống hoàn toàn nhờ nướctrời [31]

Theo Garirity D.P (1984) lúa cạn được coi là lúa trồng trong mùa mưa trênđất cao, đất thoát nước tự nhiên, trên những chân ruộng được đắp bờ hoặc không

có bờ và không có lượng nước dự trữ thường xuyên trên bề mặt Lúa cạn đượchình thành từ lúa nước, nhờ quá trình thích ứng với những vùng trồng lúathường gặp hạn, mà xuất hiện những biến dị chịu hạn ngày càng cao Vì vậygiống lúa cạn có khả năng sinh trưởng bình thường khi ở ruộng nước [28]

Theo Micenôrôđô tại Hội thảo "Lúa rẫy ở Cao Bằng, Việt Nam", từ 9 11/3/1994 và theo định nghĩa tại Hội thảo Bouake Bờ biển Ngà: "Lúa cạn là lúađược trồng trong điều kiện mưa tự nhiên, đất thoát nước, không có sự tích nướctrên bề mặt, không được cung cấp nước và không có bờ" (Trần Nguyên Giáp,2000) [24]

-Theo Đinh Thị Phòng (2001)Lúa chịu hạn là giống lúa có khả năng duy trì

sự phát triển và cho năng suất tương đối ổn định trong điều kiện khô hạn đượcgọi là lúa chịu hạn và khả năng của thực vật có thể giảm thiểu mức độ tổnthương do thiếu hụt nước gây ra gọi là tính chịu hạn [20]

Theo tác giả Bùi Huy Đáp (1978), "Lúa cạn được hiểu là loại lúa gieo trồngtrên đất cao, như là các loại hoa màu trồng cạn khác, không tích nước trongruộng và hầu như không bao giờ được tưới thêm Nước cho lúa chủ yếu do nướcmưa cung cấp và được giữ lại trong đất" [6]

Nguyễn Gia Quốc (1994) [22] chia lúa cạn ra làm hai dạng:

- Lúa cạn thực sự (lúa rẫy): là loại lúa thường được trồng trên các triền dốccủa đồi núi không có bờ ngăn và luôn luôn không có nước trên bề mặt ruộng.Cây lúa hoàn toàn sử dụng lượng nước mưa ngấm vào đất để sinh trưởng vàphát triển

- Lúa phụ thuộc nước trời (lúa cạn không hoàn toàn): là loại lúa trồng trêntriền thấp, không có hệ thống tưới tiêu chủ động, cây lúa sống hoàn toàn bằng nướcmưa tại chỗ, nước mưa có thể dự trữ trên bề mặt ruộng để cung cấp cho cây lúa.Đặc điểm của lúa phụ thuộc nước trời: hoàn toàn phụ thuộc vào nước mưa,năng suất trung bình khoảng 2 tấn/ha Có 4 hệ sinh thái chủ yếu: Hệ sinh thái cólượng mưa thuận lợi, hệ sinh thái dễ bị hạn hán, hệ sinh thái dễ bị ngập úng, hệsinh thái dễ bị ngập úng và hạn hán Hạn chế sản xuất chủ yếu là thiếu sự kiểmsoát nước : Lượng mưa không thể đoán trước , hạn hán và lũ lụt, sâu bệnh, cỏdại và đất nghèo dinh dưỡng, năng suất không ổn định, sử dụng các giống truyềnthống, thiếu các công nghệ sản xuất phù hợp [42]

2.3 Giá trị của lúa gạo

2.3.1 Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo

Gạo chứa 80% tinh bột, 7,5% protein, 12% là nước, còn lại là các vitamin

và khoáng chất cần thiết cho cơ thể như các vitamin B (B1, B2, B6) vitamin pp,vitamin E,… Hạt gạo là loại thức ăn dễ tiêu hóa và cung cấp loại protein tốt nhấtcho cơ thể con người [7] Ở lớp cám của gạo có chứa một hàm lượng lớn cácchất dinh dưỡng và vi lượng cần thiết cho con người Tuy nhiên để bảo quản gạođược lâu, cùng với thói quen thích ăn gạo trắng nên gạo được xay chà kỹ làmmất các thành phần dinh dưỡng đó [40], [4]

Protein của lúa gạo là loại protein có giá trị dinh dưỡng cao nhất trong cácloại protein của các hạt cốc khác như lúa mì, ngô, cao lương, … Protein của gạođược đặc trưng bởi tính dễ đồng hóa (khoảng 98%) và bởi tính cân bằng của cácamino acid có trong thành phần của protein gạo, đặc biệt là tính cân bằng của 8amino acid có trong thành phần của gạo, nhất là các amino acid không thể thaythế Ví dụ hàm lượng lysine – một amino acid rất quan trọng với sức khỏe củangười, nhất là đối với trẻ em trong hạt gạo khá cao (trung bình 3,6%) [4]

Theo Juliano (1985), protein trong lúa gồm albumin (50%), globulin(12%), prolamin (3%), glutelin (80%) [34]

Tinh bột của gạo cũng rất dễ đồng hóa trong cơ thể người, thường cácgiống có hàm lượng amylopectin càng cao thì quá trình tổng hợp protein càngthuận lợi Vì vậy hàm lượng protein trong gạo có liên quan đến thành phần vàcấu trúc tinh bột

Hạt gạo là sản phẩm chính của cây lúa chứa hàm lượng dinh dưỡng khácao: Protein: 6,96 – 10,43%, tinh bột 72,11 – 80,44%, hàm lượng tro 4,68 –6,93%, cellulose 8,74 – 12,23% so với vật chất khô [4] Các giống lúa Việt Nam

có protein thấp nhất là 5,25%, cao nhất là 12,84%, phần lớn trong khoảng 7 –8%, gạo nếp có hàm lượng protein cao hơn gạo tẻ, lúa chiêm cũng có hàm lượngprotein cao Lipid vào loại trung bình, phân bố chủ yếu ở lớp vỏ gạo, nếu ở gạoxay là 2,02% thì ở gạo giã chỉ còn 0,52% [15]

Gạo là thức ăn giàu dinh dưỡng So với lúa mì, gạo có thành phần tinh bột

và protein hơi thấp hơn, nhưng năng lượng tạo ra cao hơn do chứa nhiều chấtbéo hơn (Bảng 2.1) Ngoài ra, nếu tính trên đơn vị 1 hecta, gạo cung cấp nhiềucalo hơn lúa mì do năng suất lúa cao hơn nhiều so với lúa mì [8]

Bảng 2.1 Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo tính theo % chất khô so với một số

(Nguồn: Ngân hàng kiến thức nông nghiệp 2007)

Giả sử một người trung bình cần 3200 calo mỗi ngày thì một hecta lúa cóthể nuôi 2055 người/ngày hoặc 5,63 người/năm, trong khi lúa mì chỉ nuôi được3,67 người/năm, bắp 5,3 người/năm Hơn nữa, trong gạo lại có chứa nhiều acidamin, thiết yếu như: Lysine, Threonine, Methionine, Tryptophan… hơn hẳn lúa

mì Trong hạt gạo, hàm lượng dinh dưỡng tập trung ở các lớp ngoài và giảmdần vào trung tâm Phần bên trong nội nhũ chỉ chứa chủ yếu là chất đường bột.Cám hay lớp vỏ ngoài của hạt gạo chiếm khoảng 10% trọng lượng khô là thànhphần rất bổ dưỡng của lúa, chứa nhiều protein, chất béo, khoáng chất và vitaminđặt biệt là các vitamin nhóm B [8]

2.3.2 Giá trị sử dụng của lúa gạo

Ngoài cơm ra, gạo còn dùng để chế biến nhiều loại bánh, làm môi trường

để nuôi cấy niêm khuẩn, men, cơm mẻ,… Gạo còn dùng để cất rượu, cồn,…Người ta không thể nào kể hết công dụng của nó Cám hay đúng hơn là các lớp

vỏ ngoài của hạt gạo do chứa nhiều protein, chất béo, chất khoáng, vitamin, nhất

là vitamin nhóm B, nên được dùng làm bột dinh dưỡng trẻ em và điều trị người

bị bệnh phù thũng Cám là thành phần cơ bản trong thức ăn gia súc, gia cầm vàtrích lấy dầu ăn… Trấu ngoài công dụng làm chất đốt, chất độn chuồng còndùng làm ván ép, vật liệu cách nhiệt, cách âm, chế tạo carbon và silic…

Tất cả các bộ phận của cây lúa như thân lá, hạt và các sản phẩm phụ nhưtrấu, tấm, cám,… đều được con người sử dụng cho các mục đích khác nhau:

- Rơm rạ được dùng làm thức ăn cho gia súc, làm phân bón để tăng cườngmùn hữu cơ cho đất, trồng các loại nấm ăn và dược liệu.

- Vỏ trấu được sử dụng nhiều trong sản xuất năng lượng như nhiệt điện, ga,giá thể cây trồng,

- Gạo, tấm và cám vừa là thức ăn cho người, gia súc, gia cầm Ngoài ra còndùng để sản xuất tinh dầu cám, dược phẩm, bia rượu, bánh kẹo, mạch nha, mỹphẩm, …[7]

2.3.3 Giá trị kinh tế của lúa gạo

Bảng 2.2 Tình hình xuất khẩu gạo của Việt Nam qua các năm

Năm Sản lượng (triệu tấn) Giá trị (triệu USD)

(Nguồn: Hiệp hội lương thực Việt Nam (VFA), 2014)

Như vậy, về số lượng gạo xuất khẩu năm 2014 đạt 6,316 triệu tấn, thấp hơn

so với 7 triệu tấn dự báo và giảm so với 4 năm trước đó Về giá trị cũng giảmnhiều so 3 năm trước, và tỷ trọng đóng góp vào GDP cũng giảm hơn Năm

2014, xuất khẩu gạo của Việt Nam vấp phải sự cạnh tranh gay gắt của gạo TháiLan Nguồn cung từ Thái Lan và các nước xuất khẩu khác tăng mạnh cùng vớinhu cầu của các nước nhập khẩu giảm đã kéo giảm giá gạo xuất khẩu kể từtháng 9/2014 Cả năm 2014, giá chào bán gạo xuất khẩu của Thái Lan giảmtrong khi giá chào bán gạo của Việt Nam tăng và cao hơn so với Thái Lan Giábán cao, chất lượng không vượt trội, thương hiệu chưa vững chức đó là nhữngnguyên nhân chính đã làm ảnh hưởng đến xuất khẩu gạo của ta năm 2014.[Hiệphội Lương thực Việt Nam (VFA)]

Cây lúa ngoài việc cung cấp lương thực cho 2/3 dân số thế giới còn tạo rarất nhều việc làm cho các người dân vùng nông thôn và mang khá nhiều nguồnngoại tệ đáng kể cho các quốc gia xuất khẩu gạo trong đó có Việt Nam.

Theo đó, phải tìm tòi các giải pháp phù hợp để thay đổi căn bản về chínhsách, chuyển đổi mô hình sản xuất, đầu tư công cụ lao động, chế biến lúa gạohiện đại, đầu tư giống lúa chất lượng cao, từ hộ sản xuất cá thể mua bán trựctiếp trên thị trường sang mô hình hộ nông dân liên kết trong các tổ chức để hợptác sản xuất, mua bán trên thị trường có tính cạnh tranh cao Cần đặc biệt quantâm đến quyền lợi của nhà nông Khi các lợi ích của “4 nhà” (nhà nước, nhànông, nhà khoa học và doanh nghiệp) hài hòa sẽ thúc đẩy sự phát triển mạnh

mẽ cho ngành lúa gạo của Việt Nam Kỳ vọng rằng, cả “4 nhà” đều có lươngtâm, quyết tâm thay đổi thì tương lai Việt Nam vẫn là nước xuất khẩu gạo hàngđầu của thế giới và nông dân trồng lúa sẽ nâng cao cuộc sống.[Hiệp hội Lươngthực Việt Nam (VFA)]

2.4 Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa, lúa chịu hạn trên thế giới 2.4.1 Tình hình sản xuất lúa và lúa chịu hạn trên thế giới.

2.4.1.1 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới:

Bảng 2.3 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới từ năm 2005 – 2014

Chỉ tiêu Năm

Diện tích (triệu ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Hình 2.1: Diện tích và sản lượng lúa của Thế giới từ năm 2005 đến 2014

Năm

Chỉ tiêu 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Năng suất

(Tấn/ha) 4,09 4,12 4,23 4,30 4,34 4,35 4,45 4,51 4,49 4,42

Bảng 2.4 Năng suất lúa gạo trên thế giới từ năm 2005 đến 2014

Qua bảng 2.1 và 2.2 ta thấy: Năng suất, diện tích và sản lượng lúa của thếgiới tăng do áp dụng thành công khoa học công nghệ vào sản xuất, nhưng sựtăng đó không ổn định qua từng năm, không những thế các chỉ tiêu này còngiảm trong năm 2014 Cụ thể:

-Sản lượng lúa năm 2005 – 2014 tăng từ 634,28 triệu tấnlên740,90triệu tấn,giảm còn 707,48 triệu tấn trong năm 2014

-Năng suất lúa năm 2005 – 2014 tăng từ 4,09(tấn/ha)lên4,49(tấn/ha), giảmcòn 4,42(tấn/ha) trong năm 2014

-Diện tích trồng lúa năm 2005 – 2014 tăng từ 155,04 triệu ha lên 165,16triệu ha, giảm còn 160,18 triệu hatrong năm 2014

Theo các nhà khoa học thì sản lượng lúa sẽ tăng chậm và có xu hướngchững lại vì diện tích trồng lúa đang ngày càng bị thu hẹp do tốc độ đô thị hóagia tăng Giá lúa tăng chậm trong khi đó giá vật tư đầu vào tăng cao khôngkhuyến khích nông dân trồng lúa, hệ số sử dụng ruộng đất khó có thể tăng caohơn nữa (ví dụ: ở Việt Nam, nhiều nơi đã trồng lúa tới 3 vụ lúa/năm), nông dânchuyển diện tích trồng lúa sang trồng cây trồng khác và nuôi trồng thủy sản cóhiệu quả kinh tế cao hơn hoặc chuyển sang trồng các giống lúa có chất lượngcao mặc dù năng suất thấp hơn

Mặc dù trong những thập kỷ gần đây, việc sản xuất lúa gạo có những tiến

bộ đáng kể nhưng năng suất và chất lượng vẫn chưa nâng lên và đạt theo yêucầu, vấn đề an ninh lương thực trên thế giới vẫn chưa đáp ứng Vì vậy cần đẩymạnh công tác nghiên cứu về cây lúa, đưa nhanh tiến bộ khoa học kỹ thuật vàosản xuất để tăng năng suất và sản lượng, nhất là những vùng trọng điểm trồnglúa của thế giới để đáp ứng nhu cầu lương thực là vấn đề cấp bách đặt ra

2.4.1.2 Tình hình sản xuất lúa và lúa chịu hạn trên thế giới

Theo công bố của IRRI, IRAT và WADAR (1997) [33] Tổng diện tích lúacạn trên thế giới là 18.960 triệu ha Tuy diện tích không nhiều nhưng rất quantrọng và không thể thiếu được, vì nó cung cấp lương thực tại chỗ cho nhữngvùng dân cư rất khó khăn Năng suất lúa cạn chỉ đạt bình quân dưới 1 tấn/ha.Tuy nhiên ở châu Mỹ La Tinh năng suất có thể đạt 2,5 tấn/ha

Diện tích trồng lúa cạn phân bố không đều, chủ yếu tập trung ở châu Á,châu Mỹ La Tinh và châu Phi

Trong đó châu Á tập trung chính ở các nước như Ấn Độ, Bangladesh,Myanma, Thái Lan, Indonesia, năng suất đạt 1 – 2 tấn/ha Gieo trồng chủ yếu làgiống địa phương

Châu Phi: Lúa cạn chiếm 2,5 triệu ha Lúa nước trời 1,27 triệu ha

2.4.2 Tình hình nghiên cứu lúa và lúa chịu hạn trên thế giới

2.4.2.1 Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới

Để đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng cao của thế giới, ngoài việc ápdụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến như việc nghiên cứu lai tạo, chọn lọc đểtạo ra các giống lúa mới có năng suất cao, ổn định, có khả năng chống chịu sâubệnh hại chính, với điều kiện ngoại cảnh bất lợi, thích ứng với các vùng sinhthái khác nhau nhằm thay thế dần các giống cũ thoái hóa là một vấn đề được cácnhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm

Quá trình nghiên cứu và phát triển cây lúa trên thế giới có thể chia làm 3giai đoạn chính:

1) Giai đoạn 1960 – 1970

Giai đoạn này thế giới đang trong tình trạng thiếu lương thực trầm trọng,bài toán đặt ra cho các nhà nghiên cứu là giải quyết vấn đề lương thực cho ngườidân trên phạm vi toàn cầu, vì vậy trọng tâm giai đoạn này là chọn tạo các giốnglúa có năng suất cao, lịch sử đánh dấu thành công bằng cuộc “Cách mạng xanh”

trong sản xuất nông nghiệp ở giai đoạn này Năm 1966, Viện lúa quốc tế IRRIcho ra đời giống lúa IR8, là kết quả tạp giao giữa giống thấp cây lùn của ĐàiLoan Deo-geo-Wogen và giống lúa cao cây Peta của Indonesia Giống lúa IR8được tuyên truyền là giống lúa “thần kỳ” vì có cây thấp, dáng khỏe, chịu phân,không phản ứng ánh sáng và chống chịu sâu bệnh cao hơn các giống lúa lùn ĐàiLoan như TN1, đặc biệt cho năng suất cao ở vùng nhiệt đới, đạt 50 – 60 tạ/hatrong mùa mưa và 70 – 90 tạ/ha trong mùa khô IR8 sau đó được nhập vào Ấn

Độ, đưa cuộc “Cách mạng xanh” phát triển mạnh hơn vì diện tích lúa ở Ấn Độrất lớn [21]

2) Giai đoạn 1971- 1980

Giai đoạn này vẫn tập trung chú trọng nghiên cứu đến các giống lúa chonăng suất cao để tiếp tục giải quyết vấn đề an ninh lương thực trên thế giới Bêncạnh đó, các nhà nghiên cứu cũng đã chú ý đến công tác nghiên cứu các giống

có khả năng chống chịu sâu hại và điều kiện ngoại cảnh bất lợi Kết quả của giaiđoạn này là cho ra đời các giống lúa như: IR22, IR38, IR42,… những giống lúanày cho năng suất cao, ổn định, chống chịu điều kiện ngoại cảnh bất lợi, cho đếnnay vẫn được trồng phổ biến tại nhiều vùng sản xuất

3) Giai đoạn 1980 đến nay

Nghiên cứu các giống lúa cho năng suất cao vẫn là tiêu chí đầu tiên nhằmtiếp tục giải quyết vấn đề an ninh lương thực, đặc biệt tại các nước đang pháttriển Cho đến năm 1988, viện lúa quốc tế đã phổ biến các giống IR đến IR74,các nước cũng đã lai tạo ra 178 giống mới có thành phần di truyền từ IR và thíchhợp với mỗi địa phương IR8 và các giống IR khác, cùng các giống tạo ra từ tạpgiao với IR với một số giống địa phương là một loại giống lúa mới thấp cây thaythế cho các giống lúa cao cây ở Nam Á và Đông Nam Á trong cuộc cách mạngxanh được thực hiện ở nhiều nước Cách mạng xanh với lúa không chỉ có thaythế giống mới, mà còn đi kèm với cả một hệ thống kỹ thuật trồng lúa mới: Pháttriển tưới nước, dùng phân hóa học, thuốc trừ cỏ, sâu bệnh, … cho đến 1990, sảnlượng thóc ở các vùng áp dụng cách mạng xanh đã tăng gần gấp đôi so vớitrước, gần kịp tốc độ phát triển dân số ở vùng này [21]

Ngoài ra, trong công tác nghiên cứu giống lúa, bên cạnh các phương pháplai tạo giống cổ truyền, các nhà chọn tạo giống đang tập trung vào hướng ứngdụng công nghệ sinh học, gây đột biến gen, tạo ra giống biến dị có lợi theo yêucầu sản xuất hiện tại, không những tập trung vào các giống năng suất cao mà

còn chú trọng đến các giống lúa chất lượng cao Những giống lúa chất lượng tốtđược ra đời như: IR64, Jasmine 85, MTL250, MTL384, MTL23…

2.4.2.2 Tình hình nghiên cứu lúa cạn và lúa chịu hạn trên thế giới

Hạn hán là nguyên nhân chính làm giảm năng suất lúa trên thế giới, đặcbiệt ở Thái Lan là nước có vị trí địa lý rất gần và điều kiện canh tác tương đồngvới Việt Nam Các nghiên cứu về cải tạo nguồn gen chịu hạn cho cây lúa ở đâytập trung vào các vấn đề ảnh hưởng đến năng suất lúa như: Chọn tạo các nguồngen có khả năng chịu hạn cho những vùng đất thiếu nước mà ở đó năng suất lúa

có thể bị giảm tới 50%; Chọn tạo các giống lúa có các đặc điểm thích hợp vớiviệc tránh hạn và chịu hạn như tăng khả năng giữ nước của lá, khả năng hìnhthành hạt trong điều kiện khô hạn, khả năng trỗ muộn để tránh hạn và các kiểuhình thích nghi với điều kiện hạn ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của câylúa… Quá trình nghiên cứu tại Thái Lan trong thời gian qua đã chọn lọc và laitạo ra được các dòng, giống lúa có khả năng thích ứng với điều kiện khô hạnnhư: IR68586-F2-CA31, IR68586-F2-CA43, IR68586-F2-CA54, IR68586-F2-CA109, IR68586-F2-CA109, IR68586-F2-CA143, KDML 105, RD6…

Tại Trung Quốc và Viện nghiên cứu lúa gạo Quốc tế (IRRI) các nhà khoahọc tập trung vào nghiên cứu các nguồn gen liên quan đến các đặc tính chốngchịu hạn như: Các dòng tái tổ hợp RIL (Recombinance Inbreed Line) được tạo

ra từ các cặp bố mẹ CO39 (Indica) x Moroberekan (Japonica) được dùng để xácđịnh các vị trí QTL (Quantitative Trait Loci) liên quan tới khả năng đâm xuyêncủa rễ, chiều dài rễ và đường kính rễ (Ray và cs, 1996) Quần thể đơn bội kép(ĐH) tạo ra từ cặp bố mẹ IR64 (Indica) x Azucena (Japonica) được sử dụng đểnghiên cứu các đặc điểm hình thái liên quan tới khả năng chịu hạn (Zheng và cs,1999) Quần thể RIL được tạo ra từ cặp lai giữa hai dòng Indica IR58821 vàIR52561 (Ali, 1999) được sử dụng để nghiên cứu các đặc tính của rễ liên quantới tính chịu hạn Bên cạnh đó còn có các kết quả nghiên cứu về đường kính rễ,

số lượng rễ, khối lượng khô của rễ… giữa tổ hợp RIL của Bala x Azucena (Price

và cs, 2002); giữa IR1552 x Azucena (Zheng và cs, 2003); giữa Zhengshan97 xMinghui63 (Lian và cs, 2005)… Các kết quả nghiên cứu này đều rất hữu ích choviệc ứng dụng kỹ thuật MAS (Marker Assistance Selection) trong chọn tạogiống lúa chống chịu hạn [48]

Trong năm 2008, trên tạp chí “Rice Today”, Viện nghiên cứu lúa quốc tếcho biết họ đã lai tạo ra giống lúa mới thế hệ đầu tiên có tên Aeorobic rice cóthể sinh trưởng ở các vùng đất khô như các giống ngô, thay vì các cánh đồng

ngập nước như truyền thống Một số dòng thuộc giống lúa mới này đã đượctrồng thử nghiệm tại những khu vực thường bị hạn hán ở miền nam châu Á.Vào tháng 5 năm 2009, tại hội nghị thường niên của Chương trình nghiêncứu và phát triển lúa cho vùng khó khăn (CURE), TS David Johson – Điều phốitrưởng chương trình cho biết: Đã nghiên cứu và xác định được một số giống cónăng suất cao, ổn định, chịu hạn tốt, cao hơn 2 lần so với đối chứng, ví dụ: IR74371-70-11, IR 55419,… đã và đang đưa vào sản xuất.

2.5 Tình hình sản xuất, nghiên cứu lúa và lúa chịu hạn tại Việt Nam 2.5.1 Tình hình sản xuất lúa và lúa chịu hạn tại Việt Nam.

2.5.1.1 Tình hình sản xuất lúa tại Việt Nam

Việt Nam là một nước nông nghiệp, nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới,đây là điều kiện thích hợp cho cây lúa phát triển Việt Nam cũng có thể đượcxem là cái nôi hình thành cây lúa nước Từ rất lâu, cây lúa đã trở thành câylương thực chính và không thể thay thế được đối với người dân nước ta

Với địa bàn trải dài trên 15 vĩ độ Bắc bán cầu, từ Bắc vào Nam đã hìnhthành những đồng bằng châu thổ trồng lúa phì nhiêu cung cấp nguồn lương thựcchủ yếu để nuôi sống hàng chục triệu người Trong quá trình sản xuất lúa đãhình thành nên 2 vùng sản xuất rộng lớn đó là vùng Đồng bằng châu thổ SôngHồng và Đồng bằng Sông Cửu Long

Lúa gạo được xem là loại cây trồng chính và mùa vụ chính quan trọng nhất

ở Việt Nam Sự hình thành và phát triển sản xuất lúa gạo ở nước ta có lịch sửtruyền thống lâu đời và có ảnh hưởng lớn đến đời sống của người dân Việt Nam

có khoảng 26,2 triệu ha đất nông nghiệp, phần lớn diện tích đất dành cho trồnglúa là chính khoảng 7,9 triệu ha chiếm 30% diện tích đất nông nghiệp [43]

Năm 2005, diện tích canh tác lúa của Việt Nam có khoảng 7.329.200 ha, đếnnăm 2007 giảm xuống còn 7.207.400 ha và tăng trở lại vào năm 2008 với diện tích7.400.200 ha do sức ép của sự gia tăng dân số và quá trình đô thị hoá đã làm chodiện tích đất sản xuất nông nghiệp nói chung và đất trồng lúa nói riêng bị thu hẹpnhưng đến năm 2008 diện tích trồng lúa đã tăng trở lại với diện tích 7.400.200 ha

và đến năm 2013 diện tích trồng lúa của nước ta là 7.902.808 ha Năng suất bìnhquân tăng lên rõ rệt từ 48,9 tạ/ha năm 2005 đã tăng lên 56,3 tạ/ha vào năm 2012.Đến năm 2013 năng suất lúa của Việt Nam giảm nhẹ xuống ở mức 55,7 tạ/ha

Từ năm 2005 đến nay, sản lượng lúa gạo Việt Nam liên tục tăng trưởngnhờ biện pháp kỹ thuật canh tác tốt, năng suất tăng và một phần nhờ mở rộngdiện tích canh tác hàng năm Sản lượng lúa ở nước ta năm 2005 đạt 35.832.900tấn và đến năm 2013 đã đạt được sản lượng 44.039.291 tấn (bảng 2.5 )

Bảng 2.5 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của Việt Nam

(Nguồn: Tổng cục thống kê Việt nam)

Việt Nam là một trong những nước xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới, hàngnăm đem lại nguồn ngoại tệ đáng kể cho ngân sách nhà nước Trong năm 2014,xuất khẩu gạo Việt Nam đứng thứ 3 sau Thái Lan, Ấn Độ với 6,35 triệu tấn, trịgiá 2,96 tỷ USD, giá gạo xuất khẩu trung bình của Việt Nam ở mức 436,92 đô laMỹ/tấn (giá FOB) tăng 2% so với năm 2013 Gạo được xuất khẩu sang 135 quốcgia và vùng lãnh thổ trên thế giới, bao gồm cả những thị trường khó tính như

Mỹ, EU, Nhật Bản, Hàn Quốc, Hồng Kông, Xing-ga-po Trong đó, thị trườngChâu Á chiếm gần 77%, tăng trưởng gần 24%, thị trường Châu Mỹ chiếm trên7,6%, tăng trưởng trên 4,6%, thị trường Châu Úc chiếm 0,88%, tăng trưởng trên12%, thị trường Trung Đông chiếm trên 1,2%, tăng trưởng gần 33% về lượng sovới cùng kỳ năm 2013 Các thị trường xuất khẩu trọng điểm truyền thống củaViệt Nam cơ bản được giữ vững và có tăng trưởng đáng kể Theo thống kê củaHiệp hội Lương thực Việt Nam, thị trường Phi-líp-pin tăng trưởng trên 285%,thị trường In-đô-nê-xia tăng trưởng gần 128%, thị trường Trung Đông tăngtrưởng gần 33% về lượng so với cùng kỳ năm 2013 Cơ cấu chủng loại gạo xuấtkhẩu tiếp tục chuyển dịch theo chiều hướng tích cực, gạo cấp thấp đã giảm trên

28% về lượng, thay vào đó là tăng trưởng mạnh xuất khẩu gạo thơm đạt trên1,52 triệu tấn, tăng gần 35% về lượng so với cùng kỳ năm 2013 [43], [45], [49].Tuy nhiên, bên cạnh những kết quả đáng ghi nhận nêu trên, sản xuất, xuấtkhẩu gạo của Việt Nam hiện nay vẫn đang tiếp tục đối diện với nhiều khó khăn,thách thức Nhu cầu thị trường nhập khẩu một số thị trường truyền thống không

ổn định, cạnh tranh gay gắt về giá cả và chất lượng Một số thị trường bị sụtgiảm như châu Phi Một số thương nhân kinh doanh xuất khẩu gạo gặp khó khăn

về tài chính, vốn cho sản xuất, kinh doanh và xây dựng vùng nguyên liệu Bêncạnh đó, một số vấn đề cấp thiết đặt ra cần tiếp tục quan tâm giải quyết nhưcông tác quy hoạch vùng sản xuất, tổ chức sản xuất lúa theo hướng sản xuấthàng hóa lớn, áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật và quy trình sản xuất, chế biếnlúa gạo, giảm chi phí sản xuất, nâng cao chất lượng, xây dựng thương hiệu gạo,công tác xúc tiến thương mại, xây dựng chiến lược phát triển thị trường gạo,…[43] Trong năm 2015, Bộ Công Thương chỉ đạo tiếp tục tăng cường theo dõi sátdiễn biến thị trường, xây dựng chiến lược phát triển thị trường xuất khẩu gạo;tập trung củng cố các thị trường truyền thống trọng điểm; tích cực mở rộng, pháttriển các thị trường mới, thị trường tiềm năng Tiếp tục tăng cường, đổi mới,nâng cao hiệu quả công tác xúc tiến thương mại, quảng bá sản phẩm gạo Các

Bộ, ngành, địa phương liên quan, các thương nhân kinh doanh xuất khẩu gạo nỗlực tập trung thực hiện các giải pháp thực hiện tái cơ cấu ngành nông nghiệp vàsản xuất lúa gạo, tăng cường liên kết sản xuất, tiêu thụ, xuất khẩu gạo để ổn địnhnguồn hàng, nâng cao chất lượng, từng bước xây dựng thương hiệu gạo ViệtNam Bộ, ngành chức năng, địa phương cần rà soát việc thực hiện các cơ chế,chính sách liên quan để góp phần tháo gỡ khó khăn, vướng mắc, nhất là nhữngkhó khăn về vốn, tín dụng, tài chính để tạo điều kiện hỗ trợ hoạt động kinhdoanh của thương nhân, thúc đẩy xuất khẩu gạo

2.5.1.2 Tình hình sản xuất lúa chịu hạn tại Việt Nam

Tại Hội thảo tiềm năng, thách thức và triển vọng phát triển cây lúa cạn ởnhững vùng sinh thái khô hạn vào ngày 24/4/2012 do Bộ NN và PTNT phối hợpvới Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) tổ chức [10] đã cho biết, cả nước hiện cókhoảng 199.921 ha lúa cạn, chủ yế phân bố ở các tỉnh miền núi phía Bắc(54,3%); Tây Nguyên (25,3%) còn lại là vùng núi thuốc các tỉnh Bắc Trung Bộ(6,0%); Duyên hải Miền Trung (9,3%) Sản lượng lúa cạn toàn quốc năm 2001đạt khoảng 241 nghìn tấn Tuy có vai trò quan trọng song sản xuất lúa cạn hiệncòn rất nhiều hạn chế Các giống lúa cạn hiện nay chủ yếu là các giống địa

phương (99%) cao cây, năng suất thấp, bấp bênh (trên dưới 10 tạ/ha) và có xuhướng giảm dần Dự kiến diện tích lúa cạn sẽ duy trì ở mức 200.000 ha.

Hiện nay, với những tiến bộ kỹ thuật vượt bậc trong nông nghiệp, ngườidân đã được tiếp cận với những phương thức sản xuất tiên tiến nên họ đã mạnhdạn áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất, dùng các giống lúa mới, các giốnglúa ưu thế lai, các giống lúa cao sản, các giống lúa thích nghi với điều kiện đặcbiệt của từng vùng và các giống lúa chất lượng đạt tiêu chuẩn xuất khẩu…, kếthợp đầu tư thâm canh cao, hợp lý Nhờ vậy, nghề trồng lúa nước ta đã có bướcnhảy vọt về năng suất, sản lượng và giá trị kinh tế

Nhìn chung trong những năm vừa qua, trong thời kỳ đổi mới nền nôngnghiệp nông thôn Việt Nam và nhất là ngành sản xuất lúa gạo đã đạt đượcnhững thành tựu quan trọng và rực rỡ, giải quyết tốt vấn đề an ninh lương thựcquốc gia, bảo đảm ổn định và phát triển kinh tế xã hội, từng bước cơ cấu lại nềnkinh tế và là tiền đề quan trọng để Việt Nam bước vào thời kỳ công nghiệp hoáhiện đại hoá đất nước

2.5.2 Tình hình nghiên cứu lúa và lúa chịu hạn tại Việt Nam

2.5.2.1 Tình hình nghiên cứu lúa tại Việt Nam

Công việc sưu tập quỹ gen lúa được bắt đầu từ năm 1977, các vùng trọngtâm đã được xác định là Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên, Tây sông Hậu,vùng biển Đồng Bằng sông Cửu Long Việc thu thập nguồn tài nguyên di truyềncủa cây lúa không những chỉ tập trung tại các vùng trọng tâm này, mà còn đượcthực hiện tại Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Duyên Hải Miền Trung

Năm 1909, Việt Nam đã thực hiện công tác bảo tồn các giống lúa địaphương, Phòng thì nghiệm tuyển chọn hạt giống lúa được thành lập ở Sài Gòn,

và sau được thay đổi liên tục để trở thành Phòng thí nghiệm di truyền và tuyểnchọn giống lúa vào năm 1912 [10] Trung tâm thí nghiệm giống lúa Cần Thơđược thành lập vào năm 1913, qua chương trình tuyển chọn đã bảo tồn đượcnhiều giống lúa cổ truyển và giống lúa địa phương Trung tâm này đã chọn racác giống địa phương và đưa vào sản xuất đại trà như: Ba Trăng, Bông Dừa, CáĐung, Bông Dâu, Móng Tay, Rạ Niêu,…

Viện lúa Đông bằng sông Cửu Long đã tồn trữ khoảng 2250 mẫu giống lúamùa, trong đó có 660 giống lúa cao sản ngắn ngày được thu thập từ tập đoàngiống lúa địa phương của viện Viện cũng đã tiến hành bảo quản 438 mẫu giốnglúa trồng có nguồn gốc từ nước khác, bao gồm 400 mẫu thộc indica, 38 mẫu

thuộc japonica, làm vật liệu du nhập từ bên ngoài (exotic) Ngoài ra, 160 mẫugiống lúa cải tiến và nhiều mẫu giống lúa do đột biến (mutant) cũng được bảoquản tại Ngân hàng gen, để sử dụng như nguồn vật liệu phục vụ lai tạo giốngmới [21].

Hơn 1800 mẫu giống lúa cổ truyền và 160 quần thể lúa hoang dại (thuộc 3loài Oryza rofipogon, Oryza navara, Oryza officinalis) được thu thập và bảoquản tại viện lúa Đông bằng sông Cửu Long Bên cạnh đó, Viện còn bảo quản

30 quần thể lúa hoang của 5 loài khác do Ngân hàng gen của IRRI cung cấp.Trường Đại hoc Nông nghiệp I đã tiến hành thu thập, đánh giá và bảo quảnđược 750 mẫu giống lyas có tiểm năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu tốtvới điểu kiện ngoại cảnh bất lợi và sâu bệnh [23] Trường đại học nông nghiệpCần thơ đã bảo tồn được khoảng 5000 giống lúa, trong đó có 1552 giống lúa địaphương và 498 giống lúa rẫy

Hiện nay, Trung tâm Tài Nguyên Di Truyền Thực Vật thuộc Viện KhoaHọc Kỹ Thuật Nông Nghiệp Việt Nam đã bảo quản hơn 5000 mẫu giống lúa địaphương Mức độ đa dạng di truyền của bộ sưu tập này khá lớn với mẫu giốngđược sưu tập trên những vùng khác nhau về địa hình, khí hậu, địa lý, tập quáncanh tác, dân tộc, lịch sử trồng lúa trên lãnh thổ Việt Nam Trong đó có nhómlúa Tám rất đặc sắc bởi vì nó bao gồm cả 2 loại hình indica và japonica [21].Hàng năm, Viện lúa Đông Bằng sông cửu Long đã thực hiện công tác bảoquản quỹ gen lúa, trong đó:

- Tập đoàn căn bản: 600 mẫu giống (gửi cho Trung Tâm Tài Nguyên DiTruyền Thực Vật)

- Tập đoàn công tác: khoảng 2.200 mẫu giống, bảo quản trong điều kiện

5 – 100C

- Viện còn quản lý một kho lạnh để bảo quản hạt giống gốc (breeder seed)

- Số mẫu giống phải trồng hàng năm trên đồng ruộng là 800 giống [21]

- Chiến lược bảo tồn tài nguyên di truyền cây lúa có thể là một chiến lượctổng hợp, bao gồm các phương thức bảo quản như sau: bảo tồn in-situ đối vớiloài hoang dại, bảo tồn ex-situ đối với tập đoàn lúa địa phương, lúa hoang, lúanhập nội, bảo tồn trên đồng ruộng nông dân (on – farm conservation), trongvườn nhà (home garden), tiến tới bảo tồn ở mức phân tử AND Chúng ta cần

thiết phải thẩm định lại nguồn gen cây lúa trong cả nước, đẩy mạnh hoạt độngsưu tập nhất là ở các vùng bị đe dọa xói mòn gen.

2.5.2.2.Tình hình nghiên cứu lúa chịu hạn tại Việt Nam

Rất nhiều các giống lúa chịu hạn đã được các nhà khoa học Việt Namnghiên cứu và chọn tạo ra trong nhiều thập kỷ qua Người đi đầu trong công tácchọn tạo các giống lúa phục vụ vùng khô hạn là cố GS TS Vũ Tuyên Hoàngcùng các cộng sự là Trần Nguyên Tháp, Trương Văn Kính, Phạm HữuChiến và đã giới thiệu cho sản xuất các giống lúa chịu hạn như CH133,CH135, CH5, CH7 từ những năm 1995-1998 Những giống này có thờ gian sinhtrưởng từ 115 – 130 ngày, khả năng chịu hạn và phục hồi sau hạn tốt

Lê Thị Bích Thủy và cộng sự (năm 2004) đã nghiên cứu phát triển chỉ thịSTS trong chọn tạo giống lúa chịu hạn

Vũ Thị Bích Hạnh và Vũ Văn Liết (năm 2005) đã nghiên cứu và đánh giáhơn 20 giống lúa chịu hạn trong điều kiện môi trường đủ nước và canh tác nhờnước trời bao gồm cả các giống lúa cổ truyền địa phương như Khẩu Dọn, KhẩuLặc, Khẩu Lệp Trọng, Khấu Tế Lâu, Khẩu Lanh, Khẩu Lương

Các nghiên cứu về chọn giống lúa cạn và đưa các giống lúa này vào sảnxuất của Lê Minh Triết và Cao Xuân Tài; nghiên cứu của Nguyễn Tấn Hinh vàTrương Văn Kính về giống lúa chịu hạn CH 208 năm 2005; các nghiên cứu vềgiống lúa chịu hạn LC931 và CH5 của Lê Thị Mỹ Hảo và CS (năm 2007) cũngnằm trong số các nghiên cứu về loại cây trồng quan trọng này [48]

Thời gian gần đây, Viện cây lương thực và Cây thực phẩm vẫn tiếp tục đẩymạnh công tác nghiên cứu chọn tạo các giống lúa chịu hạn và cho ra giống lúachịu hạn mới đã được công nhận là giống được phép sản xuất thử nghiệm làCH207, đồng thời còn đưa ra một số dòng, giống triển vọng đang được tiến hànhthử nghiệm và cho kết quả tương đối khả quan như CH208, CH209, CH210,CH16, CH6,…

Sau hơn hai năm triển khai (2011 - 2013), tỉnh An Giang đã nghiên cứuthành công đề tài khoa học “Chọn tạo giống lúa phẩm chất tốt, có khả năng chịungập, chịu hạn và chống chịu sâu bệnh hại chính cho tỉnh An Giang” Đề tài doGiáo sư, Tiến sỹ Nguyễn Thị Lang - nghiên cứu viên cao cấp của Viện lúa đồngbằng sông Cửu Long làm chủ nhiệm

Đề tài đã giúp tỉnh An Giang bước đầu tạo ra các dòng lúa có triển vọng đểđưa vào sản xuất trong điều kiện biến đổi khí hậu Từ đó làm cơ sở để tỉnh chọnkhảo nghiệm 24 dòng trồng trên đồng ruộng, tiến tới chọn 2 - 3 giống lúa mớiđăng ký giống quốc gia.

Cụ thể, đề tài đã nghiên cứu và tạo được giống lúa có khả năng chịu ngập,chịu hạn, chống chịu được sâu bệnh hại chính và có phẩm chất tốt như Swarnasub 1, IR64 Sub 1; giống chống chịu khô hạn tốt ngắn ngày như OM 4900, OM6162; có khả năng chịu ngập 10 - 20 ngày, chống chịu được sâu bệnh hại chính

và các giống du nhập như WAB 880-138- 18- 20- P- HB Các giống lúa này cóthời gian sinh trưởng dưới 90 ngày, cho gạo có tỷ lệ bạc bụng dưới 5%, gạonguyên trên 50% Để có được kết quả này, đề tài đã tập trung thu thập, phântích 100 giống lúa mùa địa phương và 44 giống lúa cao sản ngắn ngày [49].Cho đến nay công tác nghiên cứu về giống lúa chịu hạn cũng đã đạt đượcnhững thành tựu đáng kể Tuy nhiên so với nhu cầu của sản xuất là phải nhanhchóng chọn tạo ra các giống thích ứng với từng vùng địa lý địa phương thì cáckết quả nghiên cứu trên còn rất khiêm tốn Bởi vậy cần đẩy mạnh việc nghiêncứu chọn tạo ra các giống lúa mới có khả năng chịu hạn để không ngừng khaithác tiềm năng của các vùng đất khô cằn nhằm khắc phục hoặc giảm thiếunhững tác động xấu do hiệu ứng biến đổi khí hậu gây ra

2.6 Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa gạo tại Thừa Thiên Huế 2.6.1 Tình hình sản xuất lúa gạo tại Thừa Thiên Huế

Thừa Thiên Huế là một tỉnh ven biển nằm ở vùng Bắc Trung Bộ Điểm cựcBắc: 16°44'30 vĩ Bắc và 107°23'48 kinh Đông tại thôn Giáp Tây, xã ĐiềnHương, huyện Phong Điền, giáp tỉnh Quảng Trị Điểm cực Nam: 15°59'30 vĩBắc và 107°41'52 kinh Đông ở đỉnh núi cực nam, xã Thượng Nhật, huyện NamĐông giáp Biển Đông Điểm cực Tây: 16°22'45 vĩ Bắc và 107°00'56 kinh Đôngtại bản Paré, xã Hồng Thủy, huyện A Lưới, giáp dãy Trường Sơn, Lào Điểmcực Đông: 16°13'18 vĩ Bắc và 108°12'57 kinh Đông tại bờ phía Đông đảo SơnChà, thị trấn Lăng Cô, huyện Phú Lộc, giáp Đà Nẵng Tổng diện tích đất tựnhiên là 5.033,2 km2, dân số vào khoảng 1.123.800 người (2013) [47]

Bảng 2.6 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa tỉnh

Thừa Thiên Huế 2005 – 2014

Năm Diện tích

(nghìn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng ( nghìn tấn)

Nguồn: http://www.gso.gov.vn, http://www.xttm.mard.gov.vn

Diện tích lúa gieo trồng năm 2014 là 53,7 nghìn ha, tăng 58,3 ha so vớinăm 2013 [50] Năng suất lúa bình quân cả năm đạt trên 59 tạ/ha, tăng 5,9 tạ/ha

so với năm 2013, là năm có năng suất cao nhất từ trước đến nay Sản lượng lúangày càng tăng, từ 235,0 nghìn tấn năm 2005 đã tăng đến 317,0 nghìn tấn năm

2014 Bước đột phá của Thừa Thiên - Huế là giống lúa, từ 12% giống lúa xácnhận được đưa vào gieo cấy từ năm 2000, nay đã tăng lên gần 97% trên toàn bộdiện tích; năng suất lúa bình quân tăng tương ứng từ 38,3tạ/ha lên 59,03 tạ/hanăm 2014 (bảng 2.6) Công tác nghiên cứu, chuyển giao và ứng dụng khoa họccông nghệ vào nông nghiệp được quan tâm

Các vùng trọng điểm sản xuất lúa của Thừa Thiên Huế như thị xã HươngThủy, huyện Quảng Điền, Phú Vang, cơ cấu giống lúa xoay quanh trục giốngKhang Dân và các giống TH5, NN4B, 13/2, Xi23, X21 có năng suất và sảnlượng khá cao

Năm 2014, tỉnh Thừa Thiên - Huế đã thành công trong việc đưa giống lúaDT39, có thời gian sinh trưởng khoảng 120 ngày, vào sản xuất tại nhiều địaphương, năng suất cá biệt có địa phương đạt 64-68 tạ/ha trong vụ Đông Xuân,

và đạt trên 58 tạ/ha trong vụ Hè Thu [50], nhiều giống lúa mới đưa vào sản xuấtthử cũng đạt năng suất, chất lượng khá cao trong đó một số giống nổi trội như:XT27, HN6, DT39, HC4

Năm 2015, tỉnh Thừa Thiên - Huế tập trung đẩy mạnh thực hiện đề án, kếhoạch tái cơ cấu ngành nông nghiệp theo hướng phát triển bền vững, trên cơ sởtăng giá trị sản lượng trên đơn vị diện tích Tỉnh phấn đấu sản lượng lúa chấtlượng cao đạt 7-8 vạn tấn, vừa tăng hiệu quả sản xuất đồng thời tăng thu nhậpcho nông dân Trước mắt, tỉnh tập trung cho vụ sản xuất Đông Xuân 2014- 2015đúng khung lịch thời vụ Tỉnh phấn đấu đưa tốc độ tăng trưởng nông nghiệp đạt

ít nhất 2%/năm, phấn đấu chiếm tỷ trọng 5-6% GDP toàn tỉnh; ổn định diện tíchgieo trồng lúa trên 50.000 ha; tỷ lệ cơ giới hoá khâu làm đất, khâu vận chuyểnđạt trên 90%, khâu thu hoạch lúa đạt trên 80% [50]

Xã Quảng An thuộc huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế có diện tíchđất tự nhiên 1002 ha, trong đó diện tích trồng lúa vụ Đông Xuân năm 2015 là

242 ha [41]

2.6.2 Tình hình nghiên cứu lúa và lúa chịu hạn tại Thừa Thiên Huế

Để đạt được năng suất ngày càng cao hơn nữa, ngoài các biện pháp kỹ thuậtthâm canh cho cây lúa, việc sử dụng các giống lúa mới có năng suất cao, chấtlượng tốt, thích nghi tốt với điều kiện ngoại cảnh bất lợi nhằm thay thế các giốngcuc đã bị thoái hóa, nhiễm sâu bệnh là con đường tất yếu Để đạt được điề đó, côngtác nghiên cứu, khảo nghiệm các tập đoàn giống mới đã được các nhà khoa học, cơquan nghiên cứu, chuyển giao trên địa bàn tỉnh được thực hiện hàng năm

TS Trương Thị Bích Phượng – Trường Đại học Khoa học Huế (2004, 2006)

đã chọn tạo ra 3 dòng LH1, LH2, LH3 chịu hạn từ giống 212 bằng phương phápnuôi cấy callus và đã phân lập gen chống chịu hạn từ 3 dòng lúa này thích nghi vớiđiều kiên stress nước chọn lọc trong nuôi cấy invitro [16],[17] PGS.TS Trần Thị

Lệ - Trường Đại học Nông Lâm Huế (2007) áp dụng phương pháp đột biến vàphương pháp lai để tạo vật liệu khởi đầu, từ đó chọn lọc ra các giống lúa C73 vàC105 có năng suất cao, chống chịu tốt, phẩm chất tốt [27]

2.7 Cơ sở khoa học của đề tài.

2.7.1 Khái niệm về hạn

Bất cứ một loại cây trồng nào cũng cần phải có nước để duy trì sự sống,mức độ cần nhiều hay ít nước tùy thuộc vào từng loại cây trồng và từng giai

đoạn sinh trưởng phát triển của chúng Hạn đối với thực vật là khái niệm dùng

để chỉ sự thiếu nước của thực vật do môi trường gây nên trong suốt quá trìnhhoặc trong từng giai đoạn làm ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển Mức độtổn thương của cây trồng do khô hạn gây ra có nhiều mức khác nhau: Chết,chậm phát triển hoặc phát triển tương đối bình thường Những cây trồng có khảnăng duy trì sự phát triển và cho năng suất tương đối ổn định trong điều kiệnkhô hạn được gọi là cây chịu hạn và khả năng của thực vật có thể giảm thiểumức độ tổn thương do thiếu hụt nước gây ra gọi là tính chịu hạn [20]

Tuy nhiên khó có thể xác định được thế nào là một trạng thái hạn đặc trưng

vì mức độ khô hạn do môi trường gây nên khác nhau theo từng mùa, từng năm,từng vùng địa lý và không thể dự đoán trước được Theo Dere C.Hsiao (1980)[30] khi thực vật được nghiên cứu trong mối liên quan hữu cơ với môi trườngxung quanh gồm đất và khí quyển và được mô tả dưới dạng một bể nước về sựcân bằng nước: "Hạn là sự mất cân bằng nước của thực vật thể hiện trong sự liênquan hữu cơ giữa đất - thực vật - khí quyển"

Theo Raynal và cộng sự (1999), hạn được xem là nhân tố gây thiệt hại lớnnhất đối với năng suất lúa [20] Nguyễn Đức Ngữ (2002) [19] đã định nghĩa:

“Hạn hán là hiện tượng lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng, kéo dài, làm giảmhàm lượng ẩm trong không khí và hàm lượng nước trong đất, làm suy kiệt dòngchảy sông suối, hạ thấp mực nước ao hồ, mực nước trong các tầng chứa nướcdưới đất, gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát dục của cây trồng, làmmùa màng thất bát, môi trường suy thoái, gây ra đói nghèo và dịch bệnh”

2.7.2 Phân loại hạn

Chang và cộng sự, 1979 [35] những kiểu hạn chính được nhận thấy ở đấtthấp canh tác nhờ nước trời là:

- Hạn xảy ra thời gian đầu trong giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng

- Hạn giữa vụ không liên tục xảy ra ở giai đoạn giữa đẻ nhánh đến kết hạt

- Hạn muộn xảy ra trong thời kỳ trổ đến chắc hạt

2.7.3 Tác động của việc thiếu nước.

Nước là yếu tố giới hạn đối với cây trồng, là sản phẩm quan trọng khởiđầu, trung gian và cuối cùng của các quá trình chuyển hóa sinh hóa, là môitrường để các phản ứng trao đổi chất xảy ra Nước có ý nghĩa sinh thái và sinh lýquyết định đến đời sống của thực vật Thiếu nước là một trong những nguyên

nhân chính giảm năng suất cây trồng Do vậy, tính chịu hạn của cây trồng và vấn

đề chống chịu hạn thường xuyên được quan tâm (Turner, 1979; Turner và Jones,1980; Turner và Kramer, 1980)

Theo Kramer (1969; 1983) hạn là tác động của môi trường xung quanh đủ

để gây nên sự mất nước ở thực vật Hiện tượng mất nước có thể là tác động sơcấp, là kết quả của sự thiếu nước của môi trường, hoặc là tác động thứ cấp đượcgây nên bởi nhiệt độ thấp, sự đốt nóng hoặc là tác động bất lợi của muối (Levitt,1980) [1]

Ở các vùng nhiệt đới, hạn hán là một trong những tác hại nghiêm trọngnhất đối với thực vật Khi thực vật gặp hạn do vừa mất nước vừa bị đốt nónglàm cho nguyên sinh chất bị tổn thương nặng nề Hệ keo nguyên sinh chất bịthoái hóa làm keo chóng già, giảm khả năng hoạt động của sinh lý tế bào [16].Chống lại khô hạn cây có thể giữ để không bị mất nước hoặc nhanh chóng

bù lại sự thiếu hụt của nước thông qua những biến đổi về hình thái (Tránh hạn).Duy trì áp suất thẩm thấu nội bào có tác dụng bảo vệ hoặc duy trì sự sống của tếbào chất ngay cả khi bị mất nước cực đoan Đó là khả năng chịu hạn

Ảnh hưởng của hạn trước hết là sự mất nước của tế bào và mô Bất kỳ sựmất nước nào cũng dẫn đến sự vi phạm chế độ nước và hình thành độ thiếu hụtnước trong tế bào Sự thiếu hụt nước càng lớn thì sự ảnh hưởng càng xấu Thiếunước nhẹ chỉ ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, thiếu nước nặng hơn gây nênbiến đổi hệ keo nguyên sinh chất theo cùng hướng với quá trình già hóa tế bào,làm cho cây bị héo Khi bị khô nguyên sinh chất bị đứt vỡ cơ học dẫn đến tế bào

và mô bị tổn thương và chết [1]

Hạn hán ảnh hưởng lên quá trình quang hợp, lên siêu cấu trúc và hàmlượng diệp lục trong lục lạp, gây ra những tổn thương có thể liên quan đếnnhững quá trình trao đổi chất Khi bị hạn kéo dài ở cây bình thường xảy ra sựtăng nồng độ đường và giảm các hợp chất phosphoryl hóa đồng thời protein bịphân giải mạnh hơn Nếu protein bị phân giả vượt quá giới hạn cho phép thì cây

sẽ bị tổn thương nặng và chết [5]

2.7.4 Cơ chế chịu hạn

Cây chống chịu lại khô hạn bằng cách giữ không để mất nước thông quanhững biến đổi về hình thái, hoặc chịu khô hạn đó gọi là khả năng chống chịuhạn Theo MC Cue và Hanson (1990), sự thích nghi của thực vật với stress vớimôi trường liên quan đến sự thay đổi hình thái sinh lý cũng như sự thay đổi về

mặt hóa sinh [38] Về khả năng chịu hạn của cây trồng hiện có 2 cơ chế chínhđược thảo luận tới nhiều:

- Vai trò của bộ rễ: Bộ rễ có hình thái khỏe, dài mập, có sức xuyên sâu giúpcho cây hút được nước ở những lớp đất sâu, xa gốc Bản đồ của những đặc điểm

số lượng này đang được lập trên cây lúa nhằm mục tiêu xác định vị trí của cácgen liên quan tới bộ nhiễm sắc thể, tiến tới phân lập gen Hình thái và chức năngcủa bộ rễ thường liên quan nhiều đến khả năng chịu hạn của cây trồng cạn, trong

đó có giống lúa cạn

- Khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu: Khả năng điều chỉnh áp suất thẩmthấu của tế bào thực vật, đặc biệt là tế bào có mối liên quan trực tiếp đến khảnăng cạnh tranh nước của tế bào rễ cây đối với đất Trong điều kiện hạn, áp suấtthẩm thấu được điều chỉnh tăng lên giúp cho tế bào rễ thu nhận được lượng nước

ít ỏi có trong đất (Steponkus và cs, 1980 và 1982) Bằng cơ chế như vậy, thựcvật có thể vượt qua được tình trạng hạn cục bộ Đối với những giống lúa nướcchịu hạn cục bộ có một ý nghĩa quan trọng cho những vùng chưa chủ động nướctưới tiêu

Theo Purker (1972), sự gia tăng hàm lượng các loại đường hòa tan trongcác lá mầm và chồi của cây con bị stress nước trong suốt thời gian sinh trưởng

có thể giúp cho việc giảm thế năng áp suất thẩm thấu, duy trì tính toàn vẹn vàchức năng của màng dưới điều kiện stress [37]

Có khá nhiều nghiên cứu tập trung tìm hiểu cơ chế của tính chịu hạn:Trong khi bị hạn, các loại đường có thể tham gia vào quá trình này như nhữngchất hòa tan thích hợp duy trì sự điều chỉnh áp suất thẩm thấu Như vậy, rõ ràngnhững phân tử đường có phân tử lượng nhỏ và dễ tan trong dịch bào có vai tròquan trọng trong quá trình điều chỉnh thẩm thấu và chống chịu với stress hạn[17]

Sự mất cân bằng về thẩm thấu gây ra do hạn hán, muối hoặc nhiệt độ ởthực vật tồn tại hai cơ chế để khắc phục đối với sự bất lợi này, đó là khả năngtránh mất nước và chịu sự mất nước Cơ chế tránh mất nước phụ thuộc vào khảnăng thích nghi đặc biệt của cấu trúc và hình thái của rễ và chồi, đồng thời một

số thay đổi qua quá trình quang hóa trong một thời gian dài ở một vài loài nhấtđịnh cũng có tác dụng làm giảm sự mất nước Mặt khác, khả năng chịu mấtnước còn là những thay đổi tinh vi trong sinh hóa tế bào dẫn đến sự tích lũy cácchất hòa tan, các protein đặc biệt, các axit amin Hiện tượng này có thể xảy ra rất