Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)
Trang 1HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
ĐOÀN THANH QUỲNH
TUYỂN CHỌN VÀ NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CANH TÁC GIỐNG LÚA NẾP ĐỊA PHƯƠNG CHẤT LƯỢNG CAO PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VÙNG NÚI TÂY BẮC VIỆT NAM
Chuyên ngành : Khoa học cây trồng
Mã số : 9.62.01.10
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Hµ NéI, 2017
Trang 2Công trình được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Văn Quang
PGS.TS Vũ Thị Thu Hiền
Phản biện 1: GS.TSKH Trần Duy Quý
Viện Nghiên cứu Hợp tác Khoa học kỹ thuật Châu Á - Thái Bình Dương
Phản biện 2: PGS.TS Phạm Văn Cường
Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Phản biện 3: TS Phạm Xuân Liêm
Hội Giống cây trồng Việt Nam
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện, họp tại: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Vào hồi 08h ngày 28 tháng 12 năm 2017
Có thể tìm hiểu Luận án tại thư viện:
- Thư viện Quốc gia
- Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Trang 31
PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Lúa nếp không những là cây lương thực quan trọng mà nó còn gắn liền với tập quán và văn hóa ở các nước vùng Đông Nam Á (Kenneth and Michael, 2002) Vùng Nam và Đông Nam Châu Á được coi là trung tâm phát sinh và nguồn gốc của lúa nếp trồng, nếp cẩm đặc sản Các giống nếp này thuộc hai loài phụ indica và japonica Ở Việt Nam, vùng núi Tây Bắc có diện tích trồng và tiêu thụ lúa nếp lớn nhất cả nước (Bounphanousay, 2008)
Ở Việt Nam, lúa nếp được trồng chủ yếu ở miền núi nơi dân tộc Mường, Thái, H’mông sinh sống để phục vụ trong gia đình và trao đổi hàng hóa mang tính chất vùng miền, nhỏ lẻ Các giống lúa nếp hiện nay càng được quan tâm phát triển và trở thành sản phẩm hàng hóa mang lại giá trị cao cho người nông dân (Nguyễn Văn Luật
và cs., 2001)
Ngoài những mục tiêu phục vụ nhu cầu bó buộc trong không gian nhỏ, ngày nay, các sản phẩm từ lúa gạo nếp đang được phổ biến trên thị trường, đặc biệt là các sản phẩm nếp đặc sản như nếp cẩm Nếp Cẩm hay nếp Than, chúng được tạo nên từ nhiều giống lúa nếp khác nhau và được trồng chủ yếu ở vùng núi Tây Bắc như: Hoà Bình, Sơn La, Điện Biên, Lai Châu, rải rác ở các vùng khác như: Thanh Hóa, Phú Thọ, Ninh Bình và vùng Đồng bằng sông Cửu Long với 2 tỉnh Long An và Cần Thơ Nguồn gen nếp cẩm của các tỉnh miền núi phía Bắc nước ta có mức đa dạng cao nhất
cả nước nhưng đang bị xói mòn nghiêm trọng nên cần khai thác, phát triển và bảo tồn nguồn gen quý hiếm phục vụ phát triển nông nghiệp của đất nước (Trần Thị Lương
và cs., 2013)
Theo Zhang et al (2012), để giống lúa nếp đạt năng suất và chất lượng cao cần quản lý hài hòa và cân đối dinh dưỡng N, P, K trên từng loại đất, mùa vụ và mực nước Vilayvong et al (2015) cho rằng để cung cấp dinh dưỡng hợp lý cho giống lúa nếp cần xây dựng mô hình quản lý dinh dưỡng dựa vào thời gian sinh trưởng, kích thước bộ rễ, thời vụ gieo cấy, mật độ cấy
Điện Biên là một tỉnh miền núi vùng Tây Bắc có diện tích lúa 49.445,1 ha, trong
đó diện tích lúa nước là 12.940,4 ha (chiếm 26,2%) Các huyện có diện tích lúa lớn là Điện Biên, Tuần Giáo, Điện Biên Đông, Nậm Pồ, Mường Nhé Năng suất lúa của tỉnh Điện Biên đạt 3,54 tấn/ha thấp hơn nhiều so với trung bình cả nước (5,73 tấn/ha)
và thấp hơn trung bình các tỉnh vùng Tây Bắc (4,36 tấn/ha) (Tổng cục Thống kê, 2016) Nguyên nhân dẫn đến năng suất thấp do: 1- Diện tích lúa nương, lúa nếp lớn nhưng cơ cấu giống nghèo nàn; 2- Bộ giống lúa năng suất cao, chất lượng tốt đặc biệt
là lúa nếp đặc sản còn hạn chế; 3- Canh tác lúa nước gieo với mật độ dày, bón phân ít; canh tác lúa nương theo hình thức chọc lỗ bỏ hạt
Để góp phần vào việc mở rộng, phát triển giống nếp cẩm và làm phong phú thêm các sản phẩm từ giống nếp tại tỉnh Điện Biên, thì việc tuyển chọn những giống nếp cẩm có nhiều đặc điểm tốt, có thời gian sinh trưởng ngắn, gieo cấy được hai vụ trong năm, năng suất khá, phổ thích nghi rộng và xây dựng biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp là hết sức cần thiết
Trang 42
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Đánh giá nguồn gen lúa nếp địa phương nhằm tuyển chọn và khai thác được các giống lúa nếp ngắn ngày, năng suất cao và chất lượng tốt phục vụ sản xuất lúa tại tỉnh Điện Biên
- Xác định ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến năng suất, chất lượng giống lúa nếp địa phương được tuyển chọn, từ đó xây dựng qui trình canh tác phù hợp
1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.1 Đối tượng nghiên cứu
Sử dụng các mẫu giống lúa nếp thu thập tại vùng Tây Bắc, Việt Nam bao gồm
20 mẫu giống lưu của Trung tâm Tài nguyên Thực vật, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 10 mẫu giống lưu của Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam và 12 mẫu giống do tác giả thu thập tại các tỉnh Tây Bắc 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài tập trung đánh giá đặc điểm nông sinh học, xác định sự đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp địa phương, tuyển chọn giống lúa nếp địa phương cảm ôn, ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh Đồng thời nghiên cứu ảnh hưởng một số kỹ thuật canh tác và xây dựng mô hình trình diễn kỹ thuật thâm canh cho giống lúa nếp địa phương được tuyển chọn tại tỉnh Điện Biên
- Thí nghiệm đánh giá đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa nếp địa phương được triển khai tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam và tại tỉnh Điện Biên
- Các thí nghiệm đánh giá đặc điểm nông sinh học, tuyển chọn giống, nghiên cứu ảnh hưởng một số kỹ thuật canh tác và xây dựng mô hình trình diễn được triển khai tại một số huyện của tỉnh Điện Biên
- Thời gian triển khai các thí nghiệm từ năm 2012 đến năm 2016
1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
- Đánh giá đa dạng di truyền của 42 mẫu giống lúa nếp địa phương thông qua kiểu hình và chỉ thị phân tử SSR Kết quả đánh giá giúp cho các nhà tạo giống định hướng trong khai thác, phát triển và lai tạo giống lúa nếp mới phù hợp với điều kiện Việt Nam
- Tuyển chọn được giống lúa nếp cẩm ĐH6 có TGST trung bình, 132-138 ngày trong vụ Xuân, 115-117 ngày trong vụ Mùa, cây cao trung bình, thân cứng, bản lá hẹp,
lá đòng lòng mo, bông dài, nhiễm nhẹ sâu bệnh, năng suất cao đạt 6,84 tấn/ha trong vụ Xuân, 5,84 tấn/ha trong vụ Mùa, tỷ lệ gạo xát đạt 62,7%, hàm lượng amylose 3,79%, nhiệt độ hóa hồ cao, cơm mềm, đặc biệt hạt gạo lật có màu tím, phù hợp với điều kiện canh tác của tỉnh Điện Biên
- Xác định được ảnh hưởng của phân hữu cơ vi sinh sông Gianh đến hàm lượng amylose, protein và anthocyanin của giống ĐH6 Khi tăng lượng phân hữu cơ vi sinh
đã làm giảm hàm lượng amylose nhưng làm tăng hàm lượng protein và hàm lượng anthocyanin Liều lượng phân bón 900 kg phân vi sinh sông Gianh + 60 kg N + 45 kg
P2O5 + 45 kg K2O/ha phù hợp cho giống ĐH6 sinh trưởng phát triển tốt, đạt năng suất cao và có chất lượng gạo tốt nhất
Trang 53
1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ÐỀ TÀI
1.5.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Thông tin về đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa nếp địa phương vùng Tây Bắc giúp cho các nhà chọn giống lúa định hướng trong sử dụng nguồn vật liệu này để lai tạo, chọn lọc giống lúa nếp đặc sản
- Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật trong canh tác giống lúa nếp cẩm ĐH6 góp phần làm sáng tỏ cơ sở khoa học và vai trò của thời vụ, mật độ gieo cấy và liều lượng phân bón đối với năng suất và chất lượng giống lúa nếp cẩm địa phương
1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Tuyển chọn được giống lúa nếp cẩm ĐH6, đồng thời xác định được thời vụ, mật độ gieo và lượng phân bón thích hợp để giống lúa nếp này đạt năng suất cao ở chân đất canh tác 2 vụ lúa, chủ động nước tưới tại tỉnh Điện Biên và các tỉnh vùng núi Tây Bắc có điều kiện thời tiết, đất đai, nước tưới tương tự
- Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại một số địa phương góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, tiến tới xây dựng vùng nguyên liệu cho sản xuất lúa hàng hóa của tỉnh Điện Biên
PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 ĐA DẠNG DI TRUYỀN Ở CÂY LÚA
2.1.1 Đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp
Lúa nếp là dạng lúa trồng chính và có vai trò quan trọng ở Châu Á, một đột biến gen waxy dẫn đến thay đổi tinh bột ở nội nhũ Olsen et al (2006) đã nghiên cứu locus waxy để xác định nguồn gốc tiến hóa của kiểu hình này Nghiên cứu thực hiện trên
105 giống bản địa nội nhũ nếp và lúa thường đã thu thập qua các vùng khác nhau ở Châu Á đã nhận thấy rằng lúa nếp có nguồn gốc ở Đông Nam châu Á Lúa nếp được tiến hóa và thuần hóa từ loài phụ japonica, theo Yamanaka et al (2004) các giống lúa thường mang 2 alen khác nhau trong locus waxy, xác định là Wxa và Wxb mã hóa mức
độ khác nhau của tinh bột mạch nhánh và điều khiển tổng hợp hàm lượng amylose trong nội nhũ Alen Wxa ưu thế trong các giống lúa thường indica, nhưng alen Wxb
phổ biến trong lúa thường japonica
Theo Kristamtini et al (2012), thông qua đánh giá kiểu hình của 11 giống lúa đen và 2 giống lúa trắng cho rằng khoảng phân loại là 1, 2 trong 5 nhóm, với nhóm I báo gồm giống lúa đen từ Sragen (T) và từ Bantul (O); nhóm II bao gồm giống lúa đen từ Banjarnegara (Y), và từ Wonosobo (W), giống lúa đen không râu từ Magelang (S) và có râu từ Magelang (R); nhóm III gồm Pari Ireng (D), lúa đen từ NTT (E), Cempo Ireng (C) và Jlitheng (B); nhóm IV bao gồm giống lúa trắng từ Inpari 6 (I) và Situbagendit (G); và nhóm V gồm 1 giống lúa đen từ Melik (A)
Luangmanee et al (2016), chọn tạo giống lúa nếp đen kháng bệnh đạo ôn cần có nguồn gen kháng bệnh phong phú Kết quả đánh giá 25 mẫu giống lúa nếp đen đã chọn được các mẫu giống là HY 71, Niawdam Gs.no.21629, Khaokam Gs.no.88084, KKU-GL-BL-05-003, KKU-GL-BL-05-004, KKU-GL-BL-06-010 và KKU-GL-BL-06-023 kháng cao với bệnh đạo ôn
Trang 64
2.1.2 Đa dạng di truyền lúa đặc sản
Theo Trần Thị Lương và cs (2013), phân tích quan hệ di truyền 60 giống lúa đặc sản, chất lượng ở Việt Nam với 40 chỉ thị SSR Tổng cộng có 180 alen được phát hiện bởi 33 chỉ thị cho đa hình với trung bình 5,45 alen/locus Trong số 33 locus đa hình, tìm thấy 61 alen hiếm và 14 alen đặc trưng ở 11 locus Kết quả cho thấy, các alen đặc trưng có thể nhận dạng đặc điểm phân tử, ADN của 12 giống lúa nghiên cứu
Hệ số đa hình di truyền (PIC) dao động từ 0,06 đến 0,83 với giá trị trung bình là 0,6
Hệ số tương đồng di truyền của 60 giống lúa nghiên cứu dao động từ 0,056 đến 0,77 Theo Trần Danh Sửu và cs (2010), trong số 50 chỉ thị SSR sử dụng để nghiên cứu đa dạng di truyền của 45 giống lúa nếp ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam, 45 chỉ thị cho các băng ADN đa hình tại 46 locut Trong đó, 18 locut SSR cho nhận dạng đặc trưng với 28 alen duy nhất của 16 giống trong số 45 giống lúa nếp nghiên cứu Hệ số tương đồng di truyền giữa các giống lúa nếp dao động từ 0,10 đến 0,98 Thấp nhất (0,10) là giữa giống nếp Bà lão (6195) và giống nếp Hạt chanh (7055) và cao nhất (0,98) là giữa giống nếp Sấp (6236) và nếp Quắn (7060)
2.1.3 Nguồn gen di truyền lúa nếp ở Việt Nam
Đến nay, ngân hàng gen Quốc gia tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã bảo quản 1200 mẫu giống lúa nếp bản địa được thu thập trên toàn quốc, trong số này
có khoảng 200 mẫu được thu thập trước năm 1990 chủ yếu là lúa ruộng ở đồng bằng, còn khoảng 1000 mẫu giống được thu thập sau năm 1990 chủ yếu là lúa nương ở khu vực miền núi (Trần Danh Sửu, 2008)
Ở đồng bằng Bắc bộ, lúa nếp dạng japonica nhiều hơn dạng indica và khu vực phía Bắc tập đoàn lúa nếp cũng đa dạng hơn ở khu vực phía Nam Lúa nếp có đặc điểm dẻo, thơm như: nếp Cái hoa vàng, nếp Hạt to, nếp Cái,… được Lê Quý Đôn ghi chép ở thế kỷ 18 Ở khu vực nương rẫy, tài nguyên lúa nếp rất phong phú và đa dạng (Nguyễn Thị Quỳnh, 2004)
Ở khu vực miền Nam Việt Nam, lúa nếp ít đa dạng di truyền hơn lúa nếp thơm hơn miền Bắc và cơm ít dính hơn Các mẫu giống lúa nếp ở vùng này đã được thu thập và lưu giữ tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia Từ ngân hàng gen được các đơn vị cơ quan sử dụng làm nguồn vật liệu khởi đầu trong công tác lai tạo hay phục tráng lại các giống có đặc điểm, tính trạng quý (Lã Tuấn Nghĩa và Lê Thị Thu Trang, 2012)
2.2 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA NẾP Ở VIỆT NAM Phương pháp chọn lọc dòng thuần chủ yếu là từ tập đoàn các giống lúa địa phương như: nếp Lý, nếp Xoắn, nếp Bắc, nếp Thái Bình, nếp Khẩu lếch,… Kết quả là
đã có nhiều giống triển vọng được các địa phương chấp nhận và mở rộng sản xuất Đây là phương pháp sử dụng phổ biến ở Việt Nam và rất có giá trị trong công tác phục tráng các giống lúa cổ truyền (Cục Trồng trọt, 2015)
Phương pháp lai sử dụng nguồn gen lúa địa phương trong hầu hết các tổ hợp lai hoặc lúa nếp cải tiến đã chọn tạo ra các giống lúa nếp có triển vọng như nếp 415, nếp
97, nếp ĐS101, OM 208, N99, N44,… Phương pháp xử lý đột biến phóng xạ trên các giống nếp địa phương, nếp cải tiến, kết hợp với phương pháp lai tạo đã tạo ra các giống nếp: PD 2, DT21, DT22, nếp TK106,… bằng khai thác biến dị soma từ các giống lúa nếp địa phương miền Nam, nếp Thái Lan (Cục Trồng trọt, 2009)
Trang 75
Nguyễn Đức Thành và cs (2009), đã thu thập 17 mẫu lúa nếp Tú Lệ và 8 mẫu nếp đặc sản khác (nếp Cái Hoa vàng, nếp Hương, nếp Cái, nếp Hoa vàng, nếp Cái nương, nếp Nương thơm, nếp Đập và nếp Cẩm) Theo Lê Hữu Hải (2013), kết quả thực hiện đề tài “Chọn lọc làm thuần giống lúa Than đặc sản” đã chọn lọc thuần giống 01 dòng lúa Than nổi trội, tỷ lệ đỗ ngã thấp đưa vào sản xuất và đặt tên là lúa cẩm Cai Lậy Theo Nguyễn Minh Công và cs (2016), sử dụng chiếu xạ tia gamma (Co60) với liều lượng 100 và 150 Gy vào hạt lúa nếp TK90 đã chọn được giống nếp Phú Quý Nguyễn Văn Tiếp và cs (2016), xử lý bằng tia Gamma (Co60) lên hạt nảy mầm ở thời điểm 69-72 giờ (kể từ khi ngâm hạt) của giống lúa nếp Cái Hoa vàng: HV1, HV3, HV7 và HV13 Nguyễn Thị Lân và Nguyễn Thế Hùng (2017) đã phục tráng thành công 2 giống lúa nếp đặc sản Khẩu Pái và Khẩu Lường Ván tại Tuyên Quang trong 3 năm từ 2014-2016
2.3 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ KỸ THUẬT CANH TÁC LÚA
2.3.1 Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác lúa trên thế giới
2.3.1.1 Những nghiên cứu về phân bón
a Quản lý dinh dưỡng đối với cây lúa
Để nâng cao hiệu quả phân bón, nhiều nước trên thế giới đã áp dụng các phương pháp quản lý dinh dưỡng khác nhau như: Quản lý dinh dưỡng tổng hợp, hệ thống dinh dưỡng cây trồng tổng hợp (Integrated Plant Nutrient System-IPNS), hệ thống quản lý dinh dưỡng cây trồng tổng hợp (Integrated Plant Nutrient Management -IPNM), bón phân cân đối (Balanced Fertilization for Better Crop-BALCROP) và gần đây nhất là bón phân theo vùng chuyên biệt (Site-Specific Nutrient Management -SSNM) (Nguyễn Văn Bộ, 2014)
Phương pháp xác định lượng phân cần bón cho lúa của Hach and Tan (2007) theo SSNM gồm các bước: (1) Xác định năng suất mục tiêu, năng suất mục tiêu bao giờ cũng cao hơn so với năng suất thực tế đạt được thường cao hơn 0,5 tấn/ha, nhưng không được cao quá 15% (2) Xác định nhu cầu dinh dưỡng cung cấp từ đất Để tạo
ra 1 tấn lúa cây phải hấp thu được 15kg N + 6kg P2O5 + 18kg K2O Dựa vào các thông số trên ta có thể tính được lượng N, P2O5 và K2O mà đất cung cấp được (3) Xác định nhu cầu dinh dưỡng để đạt được năng suất mục tiêu
b Nghiên cứu về đạm cho cây lúa
Nitơ là yếu tố tham gia vào nhiều thành phần cấu tạo nên tế bào thực vật như các amino axit, các nucleotit và diệp lục, protein, một vài hormon sinh trưởng và giúp cho quá trình hình thành tế bào mới, do đó, quá trình sinh trưởng đòi hỏi phải được cung cấp nitơ thường xuyên (Sinclair et al., 2012)
Theo Weon (2012) khi nghiên cứu ảnh hưởng của các mức đạm khác nhau đối với sinh trưởng, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống lúa nếp Goami2, cho thấy mức 70 kg N/ha thích hợp cho giống đạt năng suất và tỷ lệ gạo xát cao nhất
Kawasaki et al (2011) thông báo kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của đạm đến năng suất của giống lúa nếp RD6 tại tỉnh Khon Kaen, Thái Lan cho thấy với lượng 75
kg N/ha cho năng suất cao nhất trong cả mùa khô và mùa mưa
Boualaphanh et al (2011) khi nghiên cứu ảnh hưởng của phân đạm đến năng suất của 2 giống lúa nếp Thasano1 (TSN1) and Thadokkham1 (TDK1) và 2 giống lúa
Trang 86
địa phương Hom Nang Nouane (HNN) và Kai Noy Leuang (KNL) cho thấy khi tăng lượng đạm thì năng suất của 2 giống TDK1 và TSN1 tăng nhưng không tăng đối với
2 giống HNN và KNL
c Nghiên cứu về lân cho cây lúa
Theo Sarker (2002), khi nghiên cứu ảnh hưởng lâu dài của lân đối với lúa cho thấy: “Hiệu suất của lân đối với hạt ở giai đoạn đầu cao hơn giai đoạn cuối và lượng lân hút ở giai đoạn đầu chủ yếu phân phối ở các cơ quan sinh trưởng Do đó, phải bón lót để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho cây lúa”
Zhang et al (2012), khi nghiên cứu ảnh hưởng của lân và phương thức cấy khác nhau cho thấy khi mức lân tăng thì năng suất tăng ở cả giống lúa cạn và nước đều tăng ở điều kiện cạn nhưng không có sự sai khác về năng suất giữa mức lân cao và trung bình đối với cả 2 giống Ở cả điều kiện khô hạn và có tưới, ở mức lân thấp, cả hai giống lúa đều có tỷ lệ gạo nguyên cao hơn, chất lượng nấu nướng và ăn tốt hơn ở mức lân cao và trung bình
d Nghiên cứu về kali cho cây lúa
Kết quả nghiên cứu của Sinclair (1989) cho thấy lúa hút kali vào thời kỳ đẻ nhánh
sẽ có tác dụng làm tăng số bông, số hạt, ở thời kỳ làm đòng làm tăng số hạt và tăng trọng lượng nghìn hạt Vì vậy, thiếu kali ở giai đoạn này làm năng suất giảm mạnh Thí nghiệm của Kobayashi (1995) chỉ ra rằng khi bón đủ kali, giai đoạn từ bắt đầu đẻ nhánh đến phân hoá đòng có tốc độ hút kali cao nhất sau đó giảm Bón kali khi lúa phân hoá đòng có thể làm tăng số hạt trên bông
e Nghiên cứu về phân hữu cơ cho cây lúa
Gangmei and George (2017) khi nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ đến năng suất và chất lượng giống lúa nếp cẩm Chakhao Amubi đã xác định được công thức bón phân 10 tấn phân hữu cơ vi sinh FYM + 75 kg N + 40 kg P2O5 + 40 kg
K2O/ha phù hợp cho giống đạt năng suất cao và hàm lượng protein cao nhất
Chhogyel et al (2015), công thức bón 4,5 tấn phân hữu cơ vi sinh + 90 kg N +
30 kg P2O5 + 40 kg K2O/ha phù hợp cho giống lúa nếp Bangladeshi đạt năng suất cao
và tăng vi sinh vật có ích trong đất
2.3.1.2 Những nghiên cứu về mật độ, khoảng cách
Mật độ cấy là một biện pháp kỹ thật canh tác quan trọng, phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, dinh dưỡng, đặc điểm của giống Khi nghiên cứu vấn đề này, Sasato (1996) đã kết luận: Trong điều kiện dễ canh tác, lúa mọc tốt thì nên cấy mật độ thưa, ngược lại phải cấy dày Giống lúa cho nhiều bông thì cấy dày không có lợi bằng giống to bông Vùng lạnh nên cấy dày hơn so với vùng nóng ẩm, mạ dảnh to nên cấy thưa hơn mạ dảnh nhỏ, lúa gieo muộn nên cấy dày hơn so với lúa gieo sớm (Zhang et al., 2008)
2.3.2 Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác cây lúa và lúa nếp ở Việt Nam 2.3.2.1 Nghiên cứu về phân bón
a Nghiên cứu về đạm cho cây lúa ở Việt Nam
Đạm cũng ảnh hưởng tới đặc tính vật lý và sức đề kháng đối với sâu bệnh hại lúa Thừa hoặc thiếu đạm đều làm lúa dễ bị nhiễm sâu bệnh hại do sức đề kháng giảm Thiếu đạm làm cho cây lúa thấp, đẻ nhánh kém, đòng nhỏ, khả năng trỗ kém,
số hạt/bông ít, lép nhiều, năng suất thấp Thừa đạm làm cho lá to, dài, phiến lá mỏng,
Trang 97
nhánh vô hiệu nhiều, lúa trỗ muộn, cây cao, lốp, đổ non ảnh hưởng xấu đến năng suất
và phẩm chất lúa Trong quá trình sinh trưởng, cây lúa có nhu cầu đạm tăng đều từ thời kỳ đẻ nhánh tới trỗ và giảm sau trỗ Lượng đạm cần thiết để tạo ra một tấn thóc
từ 17-25 kg N, trung bình 22,2 kg N (Nguyễn Như Hà, 2006)
Theo Nguyễn Văn Bộ và cs (2003) kết luận rằng: Hiệu suất sử dụng đạm phụ thuộc vào giống lúa, thường các giống lúa lai có hiệu suất sử dụng đạm cao hơn, đạt từ 10-14 kg thóc/kg N được bón, trong khi lúa thuần chỉ đạt 7-8 kg thóc/kg N Trên đất phù
sa sông Hồng, bón đạm làm năng suất lúa lai tăng 22,3-40,1%
b Nghiên cứu về lân cho cây lúa ở Việt Nam
Lân có tác dụng kích thích ra rễ mạnh, thúc đẩy quá trình trổ và chín sớm, tăng cường đẻ nhánh giúp cây phục hồi nhanh sau khi gặp những điều kiện bất thuận Thiếu lân làm cây lúa thấp, khả năng đẻ nhánh kém, bản lá hẹp, ngắn, thẳng, có màu xanh đậm (Yoshida, 1985) Hiệu suất của lân đối với hạt ở các giai đoạn đầu cao hơn các giai đoạn cuối do lân cần thiết cho đẻ nhánh và nhu cầu của lân tổng số ít hơn đạm Vì thế, trong sản xuất cần bón lân rất sớm, có thể bón lót để cây lúa hút đủ lân tạo điều kiện thuận lợi cho các bước phát triển tiếp theo
Theo Nguyễn Văn Bộ và cs., (2003), cây non rất mẫn cảm với việc thiếu lân Thiếu lân trong thời kỳ cây non cho hiệu quả rất xấu, sau này dù có bón nhiều lân thì cây cũng trỗ không đều hoặc không thoát Do vậy, cần bón đủ lân ngay từ giai đoạn đầu và bón lót phân lân là rất có hiệu quả Ở mỗi thời kỳ, lúa hút lân với lượng khác nhau, trong đó có hai thời kỳ hút mạnh nhất là thời kỳ đẻ nhánh và thời kỳ làm đòng Tuy nhiên, xét về mức độ thì lúa hút lân mạnh nhất vào thời kỳ đẻ nhánh
c Nghiên cứu về kali cho cây lúa ở Việt Nam
Trong các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây yêu cầu về kali khác nhau nhưng cây lúa cần kali nhất vào thời kỳ làm hạt để tăng khả năng vận chuyển dinh dưỡng vào hạt Vì vậy bón kali kéo dài đến lúc trỗ bông, lúc giai đoạn hình thành sản lượng là điều rất cần thiết (Yosihida, 1985)
Nguyễn Như Hà (2006) cho rằng kali có ảnh hưởng rõ đến sự phân chia tế bào
và sự phát triển của bộ rễ lúa trong điều kiện ngập nước nên có ảnh hưởng rõ đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa Kali có ảnh hưởng lớn đến quá trình quang hợp, tổng hợp các chất gluxit, ngoài ra còn tham gia vào quá trình tổng hợp protein ở trong cây lúa, nhất là trong điều kiện ánh sáng yếu Ngoài ra còn ảnh hưởng tới các yếu tố cấu thành năng suất như số hạt, tỷ lệ hạt chắc, trọng lượng 1000 hạt
d Nghiên cứu về phân hữu cơ cho cây lúa ở Việt Nam
Dương Thị Hồng Mai (2015), lượng phân bón thích hợp cho giống lúa nếp Ốc trên đất lúa nhiễm mặn tại Nam Định là bón 5 tấn phân chuồng + 90 kg N + 60 kg
P2O5 + 60 kg K2O/ha và cấy với mật độ 30 khóm/m2
Theo Lê Văn Huy và cs (2017) nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ cấy và liều lượng phân bón đến giống lúa nếp N612 tại vùng đồng bằng sông Hồng cho thấy công thức bón 1 tấn phân hữu cơ vi sinh + 80 kg N + 80 kg P2O5 + 80 kg K2O kết hợp với mật độ cấy 50 khóm/m2 phù hợp cho giống lúa nếp N612 đạt năng suất cao nhất trong cả vụ Xuân và Mùa
Theo Nguyễn Thị Lân (2017), để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế, đối với
2 giống lúa khẩu Pái và khẩu Lường ván cho thấy mức bón 7 tấn phân chuồng + 70
kg N + 50 kg P2O5 + 50 kg K2O/ha cho năng suất thực thu cao nhất
Trang 108
Theo Trần Thị Thảo và cs (2013), bón phân hữu cơ vi sinh cho lúa nếp Hoa Trắng đã có tác dụng tốt tới sinh trưởng, phát triển của lúa và làm tăng năng suất lúa Công thức bón 50 kg N + 50 kg P2O5 + 60 kg K2O + 500 kg phân hữu cơ sông Gianh đạt hiệu quả kinh tế cao nhất
2.3.2.2 Một số nghiên cứu về mật độ gieo, cấy lúa ở Việt Nam
Theo Nguyễn Thành Tâm (2014), khi nghiên cứu về phương pháp và mật độ sạ đối với giống lúa nếp OM85 đưa ra kết luận: phương pháp sạ hàng khoảng cách hàng
11 cm và mật độ 100 kg/ha cho năng suất và lợi nhuận cao nhất
Mật độ cấy thích hợp cho giống lúa nếp N98 cụ thể: tại các tỉnh miền Bắc, mật độ: 45-50 khóm/m2, mỗi khóm 2-3 dảnh Tại các tỉnh miền Trung, vụ Xuân gieo thẳng với lượng 60-80 kg giống/ha, Hè Thu với lượng 60-80 kg giống/ha (Lê Vĩnh Thảo và cs., 2005)
2.3.2.3 Nghiên cứu về thời vụ gieo, cấy lúa ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam
Ở vụ Xuân thường gieo xung quanh tiết Lập Xuân (05-10/2 hàng năm) lúa thường cho năng suất cao, ổn định Nếu thời tiết ấm nên gieo trước Lập Xuân Trong
vụ mùa thời vụ gieo thẳng rộng rãi hơn vụ Xuân Có thể gieo từ thượng tuần tháng 6 đến thượng tuần tháng 7, trường hợp có cây vụ Đông cực sớm nên gieo vào hạ tuần tháng 5, năng suất lúa cao nhất là gieo trong tháng 6 (Nguyễn Văn Hoan, 2003) Theo Lê Vĩnh Thảo và cs (2005), thời vụ gieo cấy thích hợp cho giống lúa nếp N98 cụ thể: tại các tỉnh miền Bắc, vụ Xuân, gieo mạ dược trà Xuân muộn từ 20/1 đến 5/2 Cấy sau lập Xuân, đối với mạ dược cần cấy kết thúc sớm tránh mạ già, mạ sân cấy tuổi mạ 12-15 ngày Vụ Mùa, bố trí trà mùa sớm gieo từ 6/6 đến 25/6, tuổi mạ dược 16-18 ngày
Những kết luận rút ra từ tổng quan:
Lúa nếp có giá trị kinh tế và văn hóa ở Việt Nam và một số nước thuộc khu vực châu Á Các giống lúa nếp có hàm lượng protein cao hơn các giống lúa tẻ Gạo nếp dùng chế biến các loại sản phẩm mang tính chất lễ vật như bánh chưng, bánh dầy, bánh tét, bánh rán, bánh khảo, các loại xôi, cốm rượu Vì vậy, các giống lúa nếp hiện nay càng được quan tâm phát triển và trở thành sản phẩm hàng hóa mang lại giá trị cao cho người nông dân Đặc biệt các giống lúa nếp cẩm, mặc dù chiếm tỷ lệ lớn không lớn về diện tích trong sản xuất nhưng là một loại sản phẩm đặc sản để chế biến thực phẩm chức năng, đồ uống và mỹ phẩm Lúa cẩm có chứa nhiều anthocyanin có tác dụng làm giảm cholesterol trong cơ thể con người
Nguồn gen di truyền lúa nếp ở Việt Nam và trên thế giới khá đa dạng và phong phú Nghiên cứu đa dạng nguồn gen di truyền cây lúa, trong đó có lúa nếp được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu Các nghiên cứu về nguồn gen lúa nếp có ý nghĩa quan trọng cho việc bảo tồn, khai thác những gen và QTL hữu ích trong các chương trình chọn tạo giống lúa, đặc biệt tạo giống lúa năng suất, chất lượng và có khả năng chống chịu
Loại phân bón và liều lượng phân bón có vai trò quyết định đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng lúa nói chung và lúa nếp nói riêng Việc sử dụng phân bón hợp lý trên cơ sở nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa là rất cần thiết
Thời vụ và mật độ gieo trồng là những biện pháp kỹ thuật canh tác lúa được coi trọng, xác định thời vụ và mật độ gieo trồng hợp lý trên cơ sở các điều kiện về giống, khí hậu, đất đai, dinh dưỡng và trình độ thâm canh để tạo môi trường thuận lợi cho
Trang 11PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 VẬT LIỆU, THỜI GIAN VÀ ÐỊA ÐIỂM NGHIÊN CỨU
3.1.1 Vật liệu nghiên cứu
Vật liệu bao gồm 42 mẫu giống lúa nếp địa phương có nguồn gốc khác nhau, trong đó có 20 mẫu lưu của Trung tâm Tài nguyên Thực vật, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 10 mẫu lưu của Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam và 12 mẫu thu thập tại các tỉnh Tây Bắc
3.1.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
- Thời gian nghiên cứu: từ năm 2012 đến năm 2016
- Địa điểm nghiên cứu: tại tỉnh Điện Biên và Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Đánh giá thực trạng sản xuất lúa của tỉnh Điện Biên
- Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp thu thập dựa trên kiểu hình và chỉ thị phân tử
- Tuyển chọn giống lúa nếp địa phương ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh
- Nghiên cứu ảnh hưởng của một số kỹ thuật canh tác đến sinh trưởng và năng suất của giống lúa nếp địa phương mới tuyển chọn
- Xây dựng mô hình trình diễn kỹ thuật cho giống lúa nếp địa phương mới tuyển chọn tại tỉnh Điện Biên
3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Đánh giá thực trạng sản xuất lúa của tỉnh Điện Biên thông qua thu thập số liệu
- Tuyển chọn giống lúa nếp thông qua thí nghiệm so sánh giống
- Các thí nghiệm xác định ảnh hưởng của biện pháp kỹ thuật được bố trí theo phương pháp của Gomez K.A and Gomez A.A (1984) và đánh giá các chỉ tiêu theo phương pháp của IRRI (2002)
Trang 1210
- Xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm được thực hiện theo phương pháp có sự tham gia của người dân
3.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỐ LIỆU
- Xác định hệ số tương đồng di truyền Jaccard, xây dựng sơ đồ hình cây của các mẫu giống dựa theo phương pháp UPGMA trong phần mềm NTSYS 2.1
- Tuyển chọn các mẫu giống có triển vọng bằng chỉ số chọn lọc thông qua sử dụng phần mềm “Selection Index” của Nguyễn Đình Hiền (1995)
- Số liệu của thí nghiệm so sánh giống được phân tích phương sai (ANOVA) bằng phần mềm IRRISTAT version 5.0 theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD)
- Số liệu thí nghiệm ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật được phân tích phương sai (ANOVA) bằng phần mềm IRRISTAT version 5.0 theo kiểu Split-plot và thống kê bằng chương trình Excel
PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT LÚA CỦA TỈNH ĐIỆN BIÊN
4.1.1 Hiện trạng về diện tích sản xuất lúa
Năm 2015, diện tích lúa của tỉnh Điện Biên là 49.445,1 ha, trong đó diện tích lúa nước là 12.940,4 ha (chiếm 26,2% diện tích lúa) Các huyện có diện tích lúa lớn là Điện Biên, Tuần Giáo, Điện Biên Đông, Nậm Pồ, Mường Nhé Huyện Điện Biên có diện tích lúa nước lớn nhất 9.056,8 ha chiếm 67,7% so với diện tích lúa của huyện, chiếm 70% so với diện tích lúa nước của tỉnh Điện Biên (bảng 4.1)
Bảng 4.1 Diện tích lúa của các địa phương thuộc tỉnh Điện Biên năm 2015
4.1.2 Hiện trạng cơ cấu diện tích, năng suất và giống trong sản xuất lúa
Năng suất lúa trung bình của tỉnh Điện Biên đạt 3,30 tấn/ha (năm 2013) đến 3,54 tấn/ha (năm 2015) thấp hơn nhiều so với trung bình cả nước (5,73 tấn/ha, năm 2015) và thấp hơn trung bình các tỉnh vùng Tây Bắc (4,36 tấn/ha) Năng suất lúa trung bình của Điện Biên chỉ cao hơn so với tỉnh Sơn La (3,35 tấn/ha) (Tổng cục Thống kê, 2016)
Trang 1311
Năng suất trung bình thấp là do năng suất của lúa nương thấp, chỉ đạt 1,41-1,46 tấn/ha, trong khi đó năng suất lúa Xuân đạt 5,51-6,06 tấn/ha và năng suất lúa Mùa đạt 4,94-5,08 tấn/ha
Đồ thị 4.1 Năng suất lúa của tỉnh Điện Biên 2013-2015
Cơ cấu diện tích giống lúa của tỉnh Điện Biên khác nhau ở các mùa vụ, trong vụ Xuân, lúa lai chiếm tỷ lệ thấp từ 8,2-13,0% trong khi đó lúa nếp chiếm tỷ lệ khá cao từ 23,0-28,3% Trong vụ Mùa, lúa lai chiếm tỷ lệ thấp hơn vụ Xuân, chỉ đạt từ 3,8-5,0%
và lúa nếp đạt từ 13,6-17,5% Đặc biệt, diện tích lúa nương khá lớn, chiếm gần 50% diện tích lúa cả năm của tỉnh, trong đó lúa nếp chiếm 98,1-98,6% Đây là nguyên nhân chính dẫn đến năng suất lúa của tỉnh Điện Biên thấp
Bảng 4.2 Cơ cấu diện tích gieo trồng lúa của tỉnh Điện Biên (2013-2015)
tích (ha) Tỷ lệ (%) tích (ha) Diện Tỷ lệ (%) tích (ha) Diện Tỷ lệ (%)