Luận án tiến sĩ nông nghiệp nghiên cứu một số biện pháp kĩ thuật canh tác có hiệu quả cho lúa thuần trên đất xám bạc màu bắc giang

Nghiên cứu ảnh hưởng của phân chuồng và phế phụ phẩm đến một số đặc tính hóa học của đất và năng suất của giống lúa KD18 trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa – Bắc Giang .... Tuy nhiên, sau

ĐÀM THẾ CHIẾN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KĨ THUẬT CANH TÁC

CÓ HIỆU QUẢ CHO LÚA THUẦN TRÊN ĐẤT XÁM BẠC MÀU BẮC GIANG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Hà Nội, 2018

ĐÀM THẾ CHIẾN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KĨ THUẬT CANH TÁC

CÓ HIỆU QUẢ CHO LÚA THUẦN TRÊN ĐẤT XÁM BẠC MÀU BẮC GIANG

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, không trùng lặp với các công trình của tác giả khác, bản thân tôi đã trực tiếp tham gia nghiên cứu công trình này từ nhiều năm trước tới nay Các kết quả của công trình nghiên cứu đề tài này là hoàn toàn trung thực Mọi sự giúp đỡ hoàn thành luận án này đã được cảm ơn

và các trích dẫn sử dụng trong luận án này đã được ghi rõ nguồn gốc

Tác giả

Đàm Thế Chiến

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Hồ Quang Đức và

TS Nguyễn Xuân Lai, những người Thày đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, các Thày, Cô và các cán bộ Ban Đào tạo Sau đại học đã quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo và cán bộ của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, Trung tâm Nghiên cứu Đất và Phân bón vùng Trung du và các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu trong những năm vừa qua

Tôi xin chân thành cảm ơn các Lãnh đạo, cán bộ Sở Nông nghiệp Bắc Giang, Phòng Nông nghiệp Hiệp Hòa cùng bà con tại các điểm nghiên cứu, triển khai thực địa đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án

Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn đối với vợ, con, gia đình, bố, mẹ, bạn hữu, những người luôn động viên và tạo sức mạnh để tôi hoàn thành luận án này

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Tác giả

Đàm Thế Chiến

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN………ii

MỤC LỤC iiii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH xi i MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1 Đặc điểm về khí hậu, đất vùng thực hiện đề tài 5

1.1.1 Đặc điểm khí hậu 5

1.1.2 Đặc điểm đất vùng nghiên cứu 7

1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và ở Việt Nam 11

1.2.1 Tình hình sản xuất gạo trên thế giới 11

1.2.2 Tình hình sản xuất gạo ở Việt Nam 11

1.2.3 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Bắc Giang 12

1.2.4 Diện tích sản xuất cây hàng năm tại Hiệp Hòa 13

1.2.5 Diện tích, năng suất, sản lượng lúa những năm gần đây ở Hiệp Hòa 14

1.3 Cơ sở khoa học và những nghiên cứu về giống lúa 16

1.3.1 Vai trò của giống mới 16

1.3.2 Các hướng chọn tạo giống có kiểu cây mới 18

1.3.3 Những kết quả đạt được trong công tác nghiên cứu và chọn giống 19

1.3.4 Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa chất lượng trên thế giới và Việt Nam 23

1.4 Cơ sở khoa học và những nghiên cứu về mật độ gieo cấy lúa 28

1.4.1 Cơ sở khoa học về mật độ gieo cấy lúa 28

1.4.2 Những nghiên cứu về mật độ gieo, cấy lúa 31

1.5 Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa và phân bón cho lúa 35

1.5.1 Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa 35

1.5.2 Phân bón cho lúa 37

1.6 Một số kết luận rút ra từ tổng quan 40

Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42

2.1 Vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu 42

2.2 Nội dung nghiên cứu 47

2.2.1 Đánh giá thực trạng sản xuất lúa trên đất xám bạc màu Bắc Giang 47

2.2.2 Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa thuần trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa - Bắc Giang 47

2.2.3 Nghiên cứu một số biện pháp kĩ thuật canh tác lúa trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa - Bắc Giang: Mật độ cấy, liều lượng phân bón

2.2.4 Xây dựng mô hình trình diễn áp dụng một số biện pháp kĩ thuật canh tác có hiệu quả cho lúa thuần trên đất xám bạc màu Bắc Giang 47

2.3 Phương pháp nghiên cứu 47

2.3.1 Nội dung 1: Đánh giá thực trạng sản xuất lúa trên đất xám bạc màu Bắc Giang 47

2.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa thuần trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa - Bắc Giang 48

2.3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu một số biện pháp kĩ thuật canh tác lúa thuần trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa - Bắc Giang 48

2.3.4 Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu: 53

2.3.5 Phân tích số liệu 58

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 60

3.1 Thực trạng sản xuất lúa trên đất xám bạc màu ở Hiệp Hòa, Bắc Giang 60

3.1.1 Hệ thống cây trồng trên đất xám bạc màu ở Hiệp Hòa, Bắc Giang 60

3.1.2 cơ cấu sử dụng giống lúa ở Hiệp Hòa 66

3.1.3 Biện pháp kĩ thuật canh tác lúa trên đất xám bạc màu ở Hiệp Hòa 67

3.1.4 Sâu bệnh hại lúa và biện pháp phòng trừ của nông dân 70

3.1.5 Một số vấn đề chính còn tồn tại trong sản xuất lúa trên đất xám bạc màu ở Hiệp Hòa 73

3.2 Nghiên cứu biện pháp tăng hiệu quả sản xuất lúa trên đất xám bạc màu ở

Hiệp Hòa 73

3.2.1 Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa thuần phù hợp trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa - Bắc Giang 74

3.2.2 Nghiên cứu xác định mật độ cấy phù hợp cho giống lúa KD18 và BC15 trên đất xám bạc màu Bắc Giang 86

3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của phân chuồng và phế phụ phẩm đến một số đặc tính hóa học của đất và năng suất của giống lúa KD18 trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa – Bắc Giang 102

3.2.4 Xác định lượng phân hóa học thích hợp bón cho lúa KD18 và BC15 trên nền 10 tấn phân chuồng trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa – Bắc Giang 108

3.3 Xây dựng mô hình trình diễn áp dụng một số biện pháp kĩ thuật canh tác có hiệu quả cho lúa thuần trên đất xám bạc màu Bắc Giang 122

3.3.1 Xây dựng quy trình kĩ thuật 122

3.3.2 Kết quả xây dựng mô hình trình diễn 123

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 125

1 KẾT LUẬN 125

2 ĐỀ NGHỊ 126

TÀI LIỆU THAM KHẢO 128

PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 139

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

TT

Trang

1.1 Đặc điểm khí hậu của huyện Hiệp Hòa – Bắc Giang

(số liệu trung bình từ năm 2000 đến năm 2016)

5

1.2 Địa hình và hệ thống cây trồng trên quỹ đất xám bạc màu tại

Hiệp Hòa – Bắc Giang

3.9 Bảng 3.9: Liều lượng phân bón sử dụng cho lúa trên đất xám bạc

màu ở Hiệp Hòa – Bắc Giang (số liệu điều tra năm 2013)

69

3.10 Một số thuốc nông dân thường sử dụng để trừ một số loại sâu

bệnh hại chính

70

3.11 Đặc điểm nông sinh học của các giống trong vụ xuân 74 3.12 Tình hình sâu bệnh của các giống trong vụ xuân 76 3.13 Khả năng đẻ nhánh của các giống trong vụ xuân 78 3.14 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống trong

vụ xuân

79

3.15 Đặc điểm nông sinh học của các giống trong vụ mùa 81 3.16 Tình hình sâu bệnh hại của các giống trong vụ mùa 82 3.17 Khả năng đẻ nhánh của các giống trong vụ mùa 83 3.18 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống trong

3.22 Khả năng chống đổ và tình hình sâu bệnh hại của giống lúa BC15

trong vụ xuân năm 2014

3.27 Quan hệ giữa mật độ cấy với yếu tố cấu thành năng suất và năng

suất của giống KD18 vụ mùa năm 2014

97

3.28 Khả năng chống đổ và tình hình sâu bệnh hại của giống lúa BC15

trong vụ mùa năm 2014

3.31 Một số đặc tính hóa học của đất trước khi gieo cấy 103 3.32 Ảnh hưởng của việc bón bổ sung nguồn hữu cơ đến năng suất lúa

trên cơ cấu lúa xuân – lúa mùa – ngô đông trên đất xám bạc màu

năm 2012 – 2014

104

3.33 Ảnh hưởng của việc bón bổ sung các nguồn hữu cơ đến bội thu

năng suất và hiệu lực sử dụng phân bón của giống lúa Khang dân

18 trên đất xám bạc màu năm 2012 – 2014

105

3.34 Hiệu suất sử dụng phân bón trên đất xám bạc màu đối với giống

lúa Khang Dân 18 ( thí nghiệm chính quy 2012 – 2014)

suất của giống KD18 vụ mùa năm 2015

suất và năng suất của giống BC15 vụ xuân năm 2015

118

3.46 Tình hình sâu bệnh hại của giống lúa BC15 trong vụ mùa 2015 119 3.47 Khả năng đẻ nhánh của giống lúa BC15 trong vụ mùa năm 2015 119 3.48 Quan hệ giữa các công thức bón phân với yếu tố cấu thành năng

suất và năng suất của giống BC15 vụ mùa năm 2015

121

3.49 Hiệu quả của đầu tư phân hóa học đối với giống lúa BC15 trên 121

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Lúa là cây lương thực quan trọng số một không thể thay thế trên địa bàn huyện Hiệp Hòa nói riêng và tỉnh Bắc Giang nói chung Diện tích đất sản xuất lúa trên toàn huyện là 9.754,84 ha, chiếm 84,55% trong tổng số 11.537,05 ha diện tích đất sản xuất nông nghiệp toàn huyện

Trong số 9.754,84 ha đất trồng lúa thì có tới 6.225,74 ha (chiếm 63,82%) là canh tác trên đất xám bạc màu do vậy mà năng suất lúa toàn huyện Hiệp Hòa cao hay thấp phụ thuộc nhiều vào kĩ thuật trồng lúa trên quỹ đất xám bạc màu Hệ thống cây trồng ở Hiệp Hòa hiện tại được hình thành từ nền nông nghiệp lấy hộ nông dân là đơn

vị sản xuất cơ bản nên có tính tự phát cao, hệ thống cây trồng rất đa dạng (đa dạng về

cơ cấu cây trồng, về giống, về kĩ thuật canh tác…) Việc tìm ra một cơ cấu cây trồng trong sản xuất có lúa cho hiệu quả cao là một trong những khó khăn người dân đang mắc phải

Trên thực tế, người dân ở Hiệp Hòa – Bắc Giang chủ yếu canh tác lúa theo thói quen và kinh nghiệm sản xuất Có rất nhiều giống được người dân sử dụng nhưng chỉ một hoặc vài vụ họ lại sử dụng giống khác Cùng với đó, qua nhiều năm thì giống KD18 vẫn được sản xuất rộng rãi và phần lớn diện tích ở địa phương Bên cạnh đó, kĩ thuật canh tác lúa của người dân vẫn chưa thực sự khoa học, việc áp dụng các biện pháp kĩ thuật canh tác còn nhiều hạn chế như: Một là, cấy với mật độ chưa hợp lí, cấy dày dẫn tới lãng phí giống, lãng phí công lao động, sâu bệnh xuất hiện nhiều hơn và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật nhiều hơn gây ô nhiễm môi trường và chi phí cũng tăng theo Hai là, bón phân không cân đối, sử dụng nhiều phân vô cơ đặc biệt là đạm, phân hữu cơ ngày càng ít được bổ sung vào đất do chăn nuôi theo qui mô nông hộ giảm thay vào đó là các trang trại tập trung và người dân không có phân hữu cơ như trước để bón cho lúa nữa; điều này dẫn tới chất lượng đất giảm, nhất là đất xám bạc màu không được bổ xung hữu cơ thường xuyên dẫn tới khả năng giữ nước và dinh dưỡng kém đi gây khó khăn hơn trong việc canh tác lâu dài

Câu hỏi đặt ra ở đây là giống KD18 có thực sự phù hợp với điều kiện canh tác ở Hiệp Hòa hay không hay chỉ là do thói quen của người dân? Chúng ta có thể áp dụng một số biện pháp kĩ thuật như mật độ cấy phù hợp, bón phân hợp lí… để nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất lúa thuần trên đất xám bạc màu hay không? Ngoài ra, chúng ta có thể lựa chọn được giống nào phù hợp hơn giống KD18 hay không?

Để góp phần nâng cao năng suất, sản lượng lúa gạo tại Hiệp Hòa thì các giải pháp về giống được địa phương trú trọng trong đó có các giống lúa lai, lúa cao sản được khuyến khích người dân sử dụng bằng nhiều biện pháp (truyên truyền, hỗ trợ giá giống…) và trên thực tế đã có những thời điểm diện tích lúa lai tăng đáng kể Tuy nhiên, sau một thời gian người dân đã sản xuất lúa lai rất ít do nguồn giống chủ yếu phải nhập từ Trung Quốc nên không chủ động, giá giống cao, canh tác cần phải thâm canh cao… Việc tìm ra một vài giống lúa thuần thích hợp với điều kiện canh tác trên đất xám bạc màu ở địa phương có năng suất cao, chất lượng tốt, dễ canh tác, giá rẻ, nguồn giống chủ động hơn là vấn đề cấp bách và được người dân hưởng ứng mạnh Bên cạnh đó, xác định mật độ cấy phù hợp, bón phân hợp lí cho giống mới được tuyển chọn cũng là yếu tố quan trọng cần được giải quyết

Vì những lí do trên, ngành nông nghiệp có nhiệm vụ nghiên cứu các biện pháp kĩ thuật canh tác góp phần tạo dựng ở Bắc Giang nền nông nghiệp phát triển bền vững về kinh tế, xã hội và môi trường

Để đạt được các yêu cầu trên, đề tài: “Nghiên cứu một số biện pháp kĩ thuật

canh tác có hiệu quả cho lúa thuần trên đất xám bạc màu Bắc Giang” có tính

cấp thiết

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Xác định cơ cấu cây trồng có hiệu quả cho canh tác lúa thuần tại Hiệp Hòa – Bắc Giang và những vùng có điều kiện tương tự

- Lựa chọn được các giống lúa thuần có hiệu quả kinh tế cao, phù hợp với điều kiện sản xuất trên đất xám bạc màu tại huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang

- Xác định được mật độ cấy và liều lượng phân bón phù hợp cho các giống lúa được tuyển chọn nhằm giảm chi phí trong sản xuất lúa thuần trên đất xám bạc màu tại huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa thuần đã góp thêm cơ sở khoa học cho các nghiên cứu, đánh giá khả năng thích ứng, phù hợp với điều kiện canh tác lúa thuần trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Nghiên cứu một số biện pháp canh tác (mật độ cấy, bón phân) phù hợp với giống lúa thuần được tuyển chọn trên cơ sở nâng cao hiệu quả canh tác lúa thuần trên đất xám bạc màu tại Hiệp Hòa – Bắc Giang sẽ là tư liệu cho các nghiên cứu xây dựng quy trình kĩ thuật canh tác cho các giống lúa mới trên đất xám bạc màu

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Xác định được cơ cấu cây trồng cho hiệu quả kinh tế cao, phù hợp trong sản xuất lúa thuần tại Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Tái khẳng định giống lúa thuần KD18 và lựa chọn được giống lúa thuần BC15 có năng suất cao cùng với kỹ thuật canh tác, bón phân phù hợp sẽ giúp người nông dân phát triển sản xuất lúa thuần trên đất xám bạc màu

- Kết quả nghiên cứu của đề tài có giá trị góp phần trong công tác định hướng phát triển sản xuất nông nghiệp nói chung và cây lúa nói riêng trên đất xám bạc màu ở Hiệp Hòa – Bắc Giang

4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Đất: Đất xám bạc màu ở Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Giống lúa: Các giống lúa thuần

- Các biện pháp kĩ thuật canh tác

- Thực trạng sản xuất lúa tại Hiệp Hòa – Bắc Giang

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài đã tập trung nghiên cứu từ năm 2012 đến năm 2016 về giải pháp kĩ thuật canh tác có hiệu quả cho lúa thuần trên đất xám bạc màu tại huyện Hiệp Hòa - Bắc Giang về giống lúa thuần, mật độ cấy thích hợp cho lúa thuần, bón phân vô cơ trên nền 10 tấn phân chuồng đối với mật độ thích hợp trên đất xám bạc màu ở huyện Hiệp Hòa – Bắc Giang

5 Những đóng góp mới của luận án

- Xác định được hạn chế trong sản xuất lúa tại Hiệp Hòa – Bắc Giang

- Lựa chọn được giống lúa thuần phù hợp (BC15) có khả năng thích nghi tốt, năng suất và chất lượng cao, hiệu quả kinh tế cao so với các giống đang cấy tại địa phương khi canh tác trên đất xám bạc màu tại huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang

- Hoàn thiện được gói kĩ thuật cho canh tác lúa thuần vùng nghiên cứu: Sử dụng giống cho năng suất cao, cấy với mật độ phù hợp và bón phân hợp lí

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Đặc điểm về khí hậu, đất vùng thực hiện đề tài

1.1.1 Đặc điểm khí hậu

Cây trồng có quan hệ qua lại và phức tạp với các điều kiện tự nhiên, trong đó

có yếu tố khí hậu Diễn biến khí hậu thường được thể hiện bởi thời tiết, chúng là

những nhân tố tác động mạnh mẽ đến cây trồng, được thể hiện qua năng suất (cao

hay thấp) và chất lượng nông sản (tốt hay xấu) Vì vậy, khi nghiên cứu hệ thống cây

trồng, điều cần quan tâm đầu tiên là các yếu tố thời tiết cấu thành khí hậu Nói đến

vai trò của khí hậu đối với sản xuất cây trồng, viện sĩ V I Vavilop cho rằng: “Biết

được các yếu tố khí hậu, chúng ta sẽ xác định được năng suất, sản lượng mùa màng,

chúng mạnh hơn cả kinh tế, mạnh hơn cả kỹ thuật” Những điều kiện khí hậu được

xác định cho nông nghiệp là ánh sáng, nhiệt độ và nước Đó là những yếu tố không

thể thiếu và thay thế được đối với sự sống của cây trồng Ngoài ra, cũng phải thấy

"khí hậu nào, đất nào, cây đó”, cho nên khí hậu là yếu tố quyết định sự phân bố

động, thực vật trên trái đất, ngay cả mạng lưới sông ngòi, độ màu mỡ của đất cũng

là hệ quả của khí hậu (Phạm Chí Thành, 1998)

Bảng 1.1 Đặc điểm khí hậu của huyện Hiệp Hòa – Bắc Giang

(số liệu trung bình từ năm 2000 đến năm 2016)

Tháng

Nhiệt độ

TB ngày ( o C)

Số giờ chiếu sáng (giờ)

Lượng mưa (mm)

Lượng bốc hơi (mm)

Độ ẩm không khí (%)

Nguồn: Trạm khí tượng huyện Hiệp Hòa

Đặc điểm khí hậu của huyện Hiệp Hòa – Bắc Giang

Nhiệt độ TB ngày (oC)

Số giờ chiếu sáng (giờ) Lượng mưa (mm) Lượng bốc hơi (mm)

Độ ẩm không khí (%)

Hình 1 Đặc điểm khí hậu của huyện Hiệp Hòa – Bắc Giang

Hiệp Hòa nằm trong vùng chuyển tiếp giữa vùng đồng bằng và miền núi Bắc Bộ, có khí hậu nhiệt đới gió mùa

Nhiệt độ trung bình nhiều năm là 23,8oC, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất (tháng 7) là 29,4oC, nhiệt độ tháng trung bình thấp nhất (tháng 1) là 16,2oC, biên độ nhiệt ngày và đêm trung bình 6,2o

C

Tổng tích ôn thuận lợi cho nhiều loại cây trồng phát triển, trong năm có thời gian nhiệt độ xuống thấp thuận lợi cho việc phát triển cây trồng vụ đông ưa lạnh

Bức xạ nhiệt: vùng có bức xạ trung bình so với vùng khí hậu nhiệt đới Số giờ nắng trong ngày đạt 4,6 giờ, tháng có số giờ nắng cao nhất là tháng 7 là 181,9 giờ

Lượng mưa: xét theo chế độ mưa, vùng có hai mùa: mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Tổng lượng mưa trung bình cao nhất là tháng 8 (268,7)

Bốc hơi: lượng bốc hơi trung bình khoảng 800 mm chiếm 56,6% lượng mưa

cả năm Lượng bốc hơi cao nhất xảy ra vào các tháng có nhiệt độ thấp và ẩm độ không khí thấp (từ tháng 10 đến tháng 11)

Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí trung bình tương đối cao, khoảng 72,1%, độ ẩm trung bình thấp nhất khoảng 25,3%

Về mùa đông vùng chịu ảnh hưởng của gió mùa đông Bắc, mùa hạ hướng gió thịnh hành là gió mùa đông Nam Tốc độ gió trung bình khoảng 2 m/s, huyện ít

bị chịu ảnh hưởng của bão

Với đặc điểm khí hậu như vậy, nên thời tiết của huyện khá thuận lợi cho phát triển nông nghiệp Tuy nhiên mùa đông lạnh, khô hanh kéo dài kèm theo những đợt sương muối gây khó khăn cho việc gieo trồng và chăn nuôi gia súc, một số diện tích canh tác bị ngập úng trong mùa mưa

1.1.2 Đặc điểm đất vùng nghiên cứu

1.1.2.1 Đặc điểm đất xám bạc màu

* Diện tích, phân bố

Đất xám và xám bạc màu được phát triển trên nhiều mẫu chất khác nhau như: trên phù sa cổ, trên đá mác ma a xít và đá cát, vv Đất xám bạc màu phát triển trên phù sa cổ phân bổ nhiều nhất ở vùng TDMNBB có diện tích 58.200 ha, ĐBSH 38.500 ha, DHBTB 34.900 ha, DHNTB 9.400 ha Tây Nguyên 2100 ha, ĐNB 1200

ha, ĐBSCL 700 ha (Vũ Năng Dũng và nnk, 2009) Tại Bắc Giang Đất xám bạc màu

trên phù sa cổ có diện tích 42.897,84 ha (Viện Quy hoạch & Thiết kế Nông Nghiệp, 2005)

Diện tích đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam là 232.624,4 ha, phân bố ở

13 tỉnh, Thành phố trong đó tập trung chủ yếu ở tỉnh Bắc Giang với 61.294,9 ha So với năm 1979, Nếu như hầu hết các tỉnh có diện tích đất xám bạc màu giảm thì ngược lại tỉnh Bắc Giang lại tăng 7.525,2 ha (Hồ Quang Đức, Bùi Hữu Đông, Trần Minh Tiến, 2013)

Đất xám bạc màu Bắc Giang được phân bố chủ yếu tại các huyện Tân Yên, Lục Nam và Hiệp Hòa (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2012) Kết quả nghiên cứu của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa (2005) về xây dựng hệ thống phân loại đất áp dụng cho xây dựng tỷ lệ bản đồ đất trung bình và lớn, đất XBM của tỉnh Bắc Giang được phân ra lại thành 4 loại đất: (1) Đất XBM có tầng sét loang lổ; (2) Đất XBM đọng

nước; (3) Đất XBM nhiều sỏi sạn; (4) Đất XBM điển hình

* Tính chất lý, hóa đặc trưng của đất xám bạc màu

Đất xám bạc màu thường phân bố ở địa hình cao, thành phần cơ giới từ cát pha đến thịt nhẹ, tỷ lệ cấp hạt cát từ 59,9 – 87,5%, trung bình 73,7%, tỷ lệ hạt sét vật lý giao động từ 3,6 – 8,5%, trung bình 6,1% Đất có phản ứng ít chua (pHKCl 4,0 – 6,9, trung bình là 5,3) Hàm lượng chất hữu cơ từ nghèo đến trung bình ( OM từ 0,8 – 1,1%, trung bình 0,95%) Đạm tổng số nghèo ( 0,06 – 0,08 %, trung bình 0,07

%) Pts và Kts tổng số thấp (P2O5 : 0,02 – 0,14 %, trung bình 0,08%, K2O từ 0,03 – 0,24%, trung bình 0,14 %) Pdt và Kdt rất nghèo (P2O5 từ 0,1 – 9,4 mg/100g đất, trung bình 4,7 mg/100g đất; K2O : 2,8 – 5,0 mg/100g đất, trung bình 3,9 mg/100g đất) Dung tích hấp thu thấp ( 5,3 – 9,8 me/100g đất, trung bình 6,0 me/100g đất)

Độ no bazơ thấp (nhỏ hơn 50%) ( Vũ Năng Dũng và nnk, 2009) Khả năng hấp thu

lân thấp (từ 15- 20 mg P/ kg đất) (dẫn theo Võ Đình Quang, 1999)

Tuy nhiên những năm gần đây do điều kiện canh tác bón nhiều phân vô cơ nên hàm lượng một số chất dinh dưỡng tăng lên khá cao, nhất là hàm lượng P dễ

tiêu, như nghiên cứu gần đây của Trương Xuân Cường (2015), trên cơ sở phân tích

6800 mẫu đất XBM trên địa bàn tỉnh Bắc Giang cho thấy Pdt: 1,18- 35,17 mgP2O5/100g

Theo Nguyễn Văn Chiến (2008), kết quả phân tích 30 mẫu đất trên cơ cấu hai

lúa một mầu trên đất XBM ở huyện Tân Yên và Hiệp Hòa, Bắc Giang cho thấy: đất

có phản ứng chua nhẹ, pHKCl dao động từ 4,96- 6,35, trung bình là 5,64 thích hợp cho việc trồng lúa và các loại cây rau mầu Hàm lượng Cac bon hữu cơ (OC) dao động từ 0,79- 2,61 %, trung bình 1,38 thuộc loại nghèo Hàm lượng Nts dao động từ 0,03- 0,09 % N, thuộc loại nghèo Hàm lượng Pts dao động từ 0,06- 0,14 % P2O5, trung bình 0,09%, thuộc loại thấp Kts (phân tích theo phương pháp 2 axit) dao đồng từ 0,02- 0,16 % K2O, trung bình 0,06 % K2O, thuộc loại rất nghèo Kdt dao động từ 1,82- 21,78 mg K2O/100 g.đất, trung bình 5,42, cũng thuộc loại rất nghèo Chỉ có Pdt là thuộc loại cao, dao động từ 16,76- 67,47 mg P2O5/ 100 g.đất, trung bình 40,91 mg P2O5/ 100 g.đất Dung tích hấp thu rất thấp, dao động từ 2,96- 7,16 me/100g.đất, trung bình 4,26 me/100g.đất Hàm lượng Ca và Mg trao đổi cũng rất thấp, tương ứng là 2,23 me và 0,84 me/100 g.đất

Theo nghiên cứu của Nguyễn Văn Chiến (2004) về kali trong đất: Kết quả phân tích 44 mẫu đất trong đất XBM ở các tỉnh khác nhau gồm Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Hà Nội cho thấy Kts (xác định bằng phương pháp 4 axit) dao động 0,22 – 1,59% K2O, trung bình là 0,61 % K2O, trong đó Kts trên đất XBM Bắc Giang thấp nhất, Kts trong đất XBM Sóc Sơn, Hà Nội cao nhất Kết quả phân tích 112 mẫu đất XBM tại các địa phương nói trên cho thấy K dễ tiêu trong đất ở cả 3 địa phương đều thuộc loại rất nghèo, dao động 1,2 – 5,42 mg K2O/100 g đất, trung bình là 2,21

mg K2O

Quá trình rửa trôi trên đất XBM đã làm giảm dần các nguyên tố kiềm và kiềm thổ, giảm khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng, giảm hàm lượng các nguyên

tố dinh dưỡng đa lượng, trung lượng như: Photpho, kali, canxi, magiê, lưu huỳnh,

và cả các nguyên tố vi lượng Sự suy thoái theo hướng này kéo theo hàng loạt các chỉ tiêu khác cũng xấu đi như độ chua tăng, độ no bazơ giảm, CEC giảm, ngược lại

hàm lượng nhôm và sắt di động ngày càng tăng và gây độc hại cho cây trồng (Lê Xuân Đính, 2000)

Đất XBM tuy không giàu dinh dưỡng nhưng là một loại đất quý vì có những

ưu điểm như: Địa hình bằng phẳng; có nguồn nước ngầm tốt; đất tơi xốp, thoáng khí, thoát nước và làm đất đỡ tốn công Nơi nào canh tác đúng kỹ thuật vẫn cho năng suất cây trồng cao (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001)

So với đất phù sa sông Hồng, đất phù sa sông Thái Bình và một số loại đấy khác, đất xám bạc màu có độ phì nhiêu tự nhiên và thực tế thấp hơn Có nhiều yếu

tố hạn chế như hàm lượng hữu cơ, hàm lượng kali, hàm lượng canxi trao đổi, Mg trao đổi thấp, thành phần cơ giới nhẹ… Tuy nhiên, nếu bón phân cân đối và hợp lý, loại đất này vẫn có thể trở thành đất có độ phì thực tế cao Đặc biệt, loại đất này có

ưu thế phát triển cây vụ đông do có thể bố trí hệ thống cây trồng hợp lí

1.1.2.2 Địa hình và hệ thống cây trồng trên đất xám bạc màu ở Hiệp Hòa, Bắc Giang

Đất xám bạc màu trồng lúa có tổng diện tích 6.225 ha được gieo trồng ở các chân đất khác nhau

Bảng 1.2: Địa hình và hệ thống cây trồng trên quỹ đất xám bạc màu

tại Hiệp Hòa – Bắc Giang

Chân đất Diện tích

(ha)

Cơ cấu (%)

Hệ thống cây trồng

Nguồn: Phòng NN&PTNT huyện Hiệp Hòa

Kết quả nghiên cứu ở bảng 03 cho thấy: Đất xám bạc màu ở Hiệp Hòa phân

bố ở địa hình vàn có 5.104 ha (chiếm 83,5 %) hiện đang trồng 2 vụ lúa và 1 vụ màu Địa hình vàn thấp trồng 2 vụ lúa có 364 ha (chiếm 5,8 %) và 667 ha (chiếm 10,7 %)

đất vàn cao được trồng 1 vụ lúa và 2 vụ cây trồng cạn Như vậy, nhìn chung đất sản xuất trên đất xám bạc màu chủ yếu là canh tác với cơ cấu 2 vụ lúa + 1 vụ màu

1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình sản xuất gạo trên thế giới

Trung Quốc và Ấn Độ là hai nước đứng đầu thế giới về sản lượng gạo chiếm

22 - 31% tổng sản lượng gạo trên toàn thế giới Trong năm 2015, sản lượng gạo của

Việt Nam chiếm 6% tổng sản lượng gạo của toàn thế giới (bảng 1.1) [FAO (2015),

Rice market monitor]

Bảng 1.3 Sản lƣợng gạo của một số quốc gia trên thế giới

1.2.2 Tình hình sản xuất gạo ở Việt Nam

Diện tích lúa cả năm của cả nước tăng lên từ 7.329,2 nghìn ha lên 7.813,8 nghìn ha năm 2014 Diện trồng lúa giảm đi, nhưng do luân canh tăng vụ nên tổng

diện tích lúa cả năm vẫn tăng; so với năm 2000 thì năm 2010 diện tích đất lúa giảm

380 nghìn ha Nhờ việc đưa một số các giống mới vào cơ cấu giống và áp dụng tiến

bộ kỹ thuật nên năng suất lúa tăng lên rõ rệt và đã đạt 48,9 tạ/ha vào năm 2014, tăng gần 10 tạ/ha trong vòng 10 năm từ 2005 đến 2014, dẫn đến sản lượng của cả nước tăng lên đạt mức 44.975,0 nghìn tấn (bảng 1.2)

Bảng 1.4 Diện tích, năng suất và sản lƣợng lúa ở Việt Nam giai đoạn 2005 đến 2015

(nghìn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lƣợng (nghìn tấn)

(Nguồn: Tổng cục Thống kê Việt Nam, 2015)

1.2.3 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Bắc Giang

Trên địa bàn tỉnh Bắc Giang, cây lúa có diện tích lớn nhất Trong giai đoạn

từ năm 2010 - 2014, diện tính gieo cấy lúa có xu hướng ổn định Năm 2015 diện

tích lúa khoảng 111,5 ngàn ha, năng suất năm 2015 tăng 14,2 tạ/ha so với năm

Nguồn: Niên giám thống kê năm 2016, Tổng cục Thống kê

Như vậy, trong 15 năm qua, diện tích lúa có xu hướng giảm nhưng năng suất tăng rất nhiều Điều này đã giúp cho sản lượng lúa ở Bắc Giang không ngừng tăng lên (từ 477,3 ngàn tấn năm 2000 lên 621,1 ngàn tấn năm 2015; tăng 30,1%) Trước mắt, vẫn nên ổn định diện tích trồng lúa và chỉ nên chuyển đổi mục đích khác những diện tích không còn thích hợp với trồng lúa Đồng thời, cần phát huy thế mạnh của vùng đất này là tăng cường sản xuất cây rau màu vụ đông

1.2.4 Diện tích sản xuất cây hàng năm tại Hiệp Hòa

Tổng diện tích gieo trồng cây ngắn ngày những năm gần đây có xu thế giảm dần, năm 2010 là 26.270 ha trong khi năm 2016 giảm xuống còn 24.387 ha (giảm 1.883 ha tương đương 7,17% tổng diện tích), mặc dù vậy nhưng diện tích lúa xuân

và lúa mùa vẫn rất ổn định qua các năm (bảng 3.4)

Bảng 1.6: Diện tích sản xuất cây hàng năm tại Hiệp Hòa

Nguồn: Chi cục thống kê huyện Hiệp Hòa năm 2016

Trong tổng số 24.387 ha gieo trồng cây hàng năm (năm 2016) thì có tới 16.493 ha là gieo cấy lúa ở hai vụ xuân và mùa (chiếm 67,6%), phần diện tích còn lại được gieo trồng những cây ngắn ngày khác Chứng tỏ, lúa chiếm giữ một vai trò

vô cùng quan trọng đối với người dân ở Hiệp Hòa – Bắc Giang

1.2.5 Diện tích, năng suất, sản lượng lúa những năm gần đây ở Hiệp Hòa

Từ năm 2010, tổng diện tích sản xuất lúa tăng dần qua các năm Năm 2010 là 16.312 ha và tính đến năm 2016 đạt 16.493 ha

Bảng 1.7: Diện tích, năng suất, sản lƣợng lúa những năm gần đây ở Hiệp Hòa

Nguồn: Chi cục thống kê huyện Hiệp Hòa năm 2016

Nhìn về năng suất, ngoại trừ vụ mùa năm 2013 (chỉ đạt 44,2 tạ/ha) thì năng suất lúa có xu thế tăng dần qua các năm ở cả vụ xuân và vụ mùa Trong khi vụ xuân năm 2010 đạt bình quân 56,3 tạ/ha thì năm 2016 đạt 59,7 tạ/ha (tăng 6,0%); vụ mùa năm 2010 đạt bình quân 51,0 tạ/ha thì năm 2016 đạt 56,7 tạ/ha (tăng 11,2%) dẫn tới tổng sản lượng tăng từ 87.222 tấn/năm 2010 lên 95.870 tấn/năm 2016 (tăng 9,9% so

với năm 2010) Điều này chứng tỏ trình độ canh tác lúa của người dân đã từng bước được nâng lên qua các năm gần đây dẫn đến năng suất, sản lượng lúa ở Hiệp Hòa – Bắc Giang không ngừng tăng lên kể từ năm 2010 đến nay

1.3 Cơ sở khoa học và những nghiên cứu về giống lúa

1.3.1 Vai trò của giống mới

Trong sản xuất nông nghiệp, giống đóng vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất và sản lượng của cây trồng Mỗi loại giống cây trồng đều có những đặc tính khác nhau về đặc tính nông sinh học, sinh trưởng phát triển và chất lượng

Những sự thay đổi về khí hậu, đất, nước ảnh hưởng rất lớn đến năng suất Có

sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường, kiểu gen tốt chỉ được biểu hiện trong một phạm vi nhất định của môi trường Chính vì vậy đánh giá tính ổn định và thích nghi của giống với môi trường thường được sử dụng để đánh giá giống Giống lúa mới được coi là giống lúa tốt thì phải có độ thuần cao, thể hiện đầy đủ các yếu tố di truyền của giống đó, khả năng chống chịu tốt các điều kiện ngoại cảnh bất thuận của từng vùng khí hậu, đồng thời chịu thâm canh, kháng sâu bệnh hại, năng suất cao, phẩm chất tốt và ổn định qua nhiều thế hệ Giống đóng vai trò đặc biệt quan trọng,

là yếu tố tiên quyết trong việc làm tăng năng suất, tăng sản lượng và hạ giá thành sản phẩm

Ngày nay với kỹ thuật sinh học phát triển mạnh, con người ngày càng can thiệp sâu hơn, thúc đẩy nhanh quá trình chọn tạo giống mới có lợi cho mình bằng các phương pháp tạo giống như: lai hữu tính, xử lý đột biến, đặc biệt là kỹ thuật di truyền đã và đang đóng góp có hiệu quả vào việc cải tiến giống lúa Việc sử dụng các giống lúa ngắn ngày đã cho phép gieo trồng nhiều vụ trong năm, bố trí thời vụ gieo cấy (Nguyễn Đức Khanh (2012)

Trong điều kiện đất nước ta, việc áp dụng những thành tựu khoa học vào sản xuất nông nghiệp là rất quan trọng, sản xuất lai tạo giống tốt là biện pháp ít tốn kém mang lại hiệu quả cao nhất so với các biện pháp kỹ thuật khác Tạo những giống ngắn ngày năng suất cao phẩm chất tốt là vấn đề cấp bách của đất nước hiện nay

Đinh Văn Lữ (1978), Giáo trình cây lúa, NXB Nông nghiệp, Hà Nội cho rằng công

tác lai tạo lúa ngắn ngày năng suất cao kháng sâu bệnh đã nâng cao năng suất đáng

kể trên một số diện tích trồng lúa ở nước ta Sự đóng góp của giống mới đã làm cho sản xuất nông nghiệp phát triển.Trích dẫn theo Nguyễn Xuân Lý: “Năng suất ngũ cốc trên Thế giới có tăng hơn 40% là do việc chọn lọc, lai tạo và cải thiện giống”; cho thấy: các giống lúa mới sản lượng đã tăng 50 - 60 % so với các giống cổ truyền cho rằng giống là yếu tố then chốt cho năng suất cao nhưng năng suất cao chỉ đạt khi nào giống có tiềm năng năng suất cao Giống là sản phẩm của sức lao động của con người là tư liệu sản xuất và là một trong những yếu tố quyết định trong việc tăng năng suất Cuộc cách mạng xanh trong vùng nhiệt đới đã được đánh dấu bằng những giống lúa năng suất cao Trong những năm đầu của thập niên 1960 chỉ có ít chuyên gia chú ý tới việc chọn giống, nhưng sự ra đời của các giống lúa cải tiến đã thay đổi tình thế đó

Trong sản xuất nông nghiệp các điều kiện tự nhiên cũng làm ảnh hưởng đến năng suất và phẩm chất của cây trồng nhất là tình hình sâu bệnh, vì vậy vấn đề tạo ra giống mới thích nghi với điều kiện tự nhiên ở địa phương, kháng được một

số sâu bệnh phổ biến và có phẩm chất tốt thì rất cần thiết để đảm bảo năng suất đáp ứng nhu cầu lương thực của nhân dân trong nước và trên Thế giới Ngày nay, với phong trào thâm canh tăng năng suất lúa, bằng biện pháp áp dụng giống mới đưa vào trong sản xuất đã là gia tăng sản lượng, nâng cao chất lượng nông sản, tăng sức chống chịu với sâu bệnh, giúp ta tăng được nhiều vụ lúa trong năm, giống mới chống chịu được những điều kiện bất lợi của môi trường như: chịu phèn, chịu mặn, chịu hạn, ngập úng v.v… tạo ra khả năng cơ giới hoá trong gieo trồng và thu hoạch Vì vậy, giống là phương tiện để tăng năng suất, chúng ta muốn tăng năng suất không có con đường nào khác bằng con đường làm cách mạng giống tích cực

Ở miền Bắc Việt Nam đã sử dụng bộ giống lúa ngắn ngày trong vụ Mùa để

mở rộng diện tích cây vụ Đông, cũng với giống lúa ngắn ngày gieo cấy vụ Xuân muộn nhằm kéo dài thời gian sản xuất cây vụ Đông Đây là hướng tận dụng tốt nhất nguồn tài nguyên thiên nhiên (bức xạ mặt trời, đất đai, nguồn nước…) Nghiên cứu

vai trò của giống trong sản xuất nông nghiệp cho thấy: Giống luôn là yếu tố quan trọng làm tăng năng suất, tăng sản lượng và hạ giá thành sản phẩm Chính vì vậy, người dân đúc kết "nhất giống" đã nói nên được vai trò của giống trong sản xuất nông nghiệp

1.3.2 Các hướng chọn tạo giống có kiểu cây mới

Theo Gupta.P.C và Otoole.J.C, 1976 phương hướng chọn tạo giống lúa thay đổi tuỳ theo vùng sinh thái khác nhau nhưng các nhà chọn giống hiện nay có phương hướng chung như sau:

- Năng suất cao, ổn định

- Có nhiều dạng hình phong phú, thích nghi với từng điều kiện sinh thái cụ thể của vùng

- Chiều cao cây trung bình (110-130 cm), khả năng đẻ nhánh khá từ 3-4 dảnh/khóm lên dần tới 20 dảnh/khóm

- Thân cứng, chống đổ tốt

- Có đặc điểm về chất lượng hạt phong phú

- Chuyển từ dạng bông to sang dạng nhiều bông trong điều kiện sinh thái thuận lợi

- Mạ khoẻ, bộ rễ khoẻ, ăn sâu

- Tỷ lệ hạt lép thấp, hạt chắc nhiều, hạt đều, chín tập trung

- Phản ứng với quang chu kỳ ở các mức độ khác nhau

- Chịu hạn tốt, khả năng cạnh tranh được với cỏ dại

- Chống chịu được với bệnh đạo ôn, khô vằn, đốm nâu, bệnh biến màu hạt, chống sâu đục thân, rầy nâu

- Chịu được đất nhiều dinh dưỡng, thiếu lân, thừa nhôm hoặc đất chua

Dựa vào quan hệ giữa kiểu cây và năng suất, Jennings 1979 đã nhấn mạnh rằng biện pháp chọn giống có thể tiến đến một kiểu cây cải tiến (nửa lùn) cho vùng nhiệt đới đó là những giống chín sớm, chống được bệnh bạc lá và đạo ôn, thấp cây,

chống đổ, ngoài những giống nhiệt đới tương tự hiện có Mặt khác ông cũng cho rằng nhờ biện pháp chọn giống có thể tạo được những giống nhiệt đới có năng suất cao, có phản ứng với đạm và có cả những đặc trưng đặc biệt mà không thường thấy

ở những giống thương mại trồng ở vùng nhiệt đới:

- Thời gian sinh trưởng ngắn, khoảng 100-125 ngày (từ khi gieo mạ đến chín) và không mẫm cảm với quang chu kỳ chiếu sáng

- Những đặc trưng dinh dưỡng kể cả mọc khoẻ vừa phải và có số nhánh vừa phải, kết hợp với lá tương đối nhỏ, màu lục sẫm, mọc thẳng đứng

- Chiều cao cây thấp và cứng, có khả năng chống đổ tốt

- Chống được những nòi nấm bệnh đạo ôn đã được phát hiện

Kết quả nghiên cứu của Viện lúa Quốc tế cho thấy hiện tượng lốp đổ có ảnh hưởng rất lớn đên năng suất, có thể làm giảm đến 75% nếu lúa đổ trước chín 30 ngày hoặc sớm hơn Phần lớn năng suất bị giảm khi đổ sớm là do tỷ lệ hạt lép tăng Nên cần chọn tạo giống thích hợp, thấp cây, thân cứng, chống đổ là mục tiêu hàng đầu trong chiến lược cải tạo giống của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (Nguyễn Xuân Hiển và cộng sự, 1976) Mục đích của những nhà chọn tạo giống là tạo ra các giống lúa vừa có năng suất cao, vừa chống chịu được với sâu bệnh để đảm bảo hiệu quả kinh tế lớn

1.3.3 Những kết quả đạt được trong công tác nghiên cứu và chọn giống

1.3.3.1 Trên thế giới

Trung Quốc là nước trồng lúa hàng đầu thế giới nên công tác giống đặc biệt được chú trọng Vào những năm 60 và 70 của thập kỷ trước Trung Quốc đã cho ra đời hàng loạt các giống lúa có năng suất cao, phẩm chất tốt như Đoàn kết, Bao Thai, Trân Châu Lùn, Mộc Tuyền Các giống này cũng đã suất khẩu sang Việt Nam và cho tới nay giống vẫn được một số địa phương gieo trồng vì chất lượng gạo tốt, phù hợp với điều kiện gieo trồng và đất đai của địa phương (Lin, SC, 2001)

Việc nghiên cứu, chọn tạo các giống lúa thuần có thời gian sinh trưởng ngắn,

năng suất, chất lượng cao đang được các tổ chức nghiên cứu trên thế giới quan tâm Một số giống lúa có chất lượng đã được công bố như Khao Dawk Mali đây là giống lúa nước trời của Thái Lan, phản ứng với ánh sáng, thích hợp với đất phèn nhẹ, đất nhiểm mặn vào mùa khô, có đặc điểm gạo mềm, hạt dài, có mùi thơm, năng suất đạt 3 - 4 tấn/ha Tại Mỹ các nhà khoa học đã chọn lọc ra được giống Jasmine 85 có thời gian sinh trưởng 100 - 105 ngày, cho năng suất khá (5 - 6 tấn/ha), có chất lượng cao (Lin, SC, 2001)

1.3.3.2 Ở Việt Nam

Lai tạo các dòng lúa kiểu cây mới với các giống khác thu thập từ nhiều địa phương khác nhau, kết hợp với chuyển gen phân tử và nuôi cấy bao phấn để tạo dòng lúa thuần nhanh đồng thời tiến hành chọn lọc cá thể tốt tiến tới khảo sát liên tục trong cả 2 vụ Xuân, mùa nhằm tạo ra những giống có khả năng thích ứng rộng với điều kiện môi trường theo tiêu chuẩn của những giống có kiểu cây mới, phù hợp với các điều kiện của các vùng thâm canh ở miền Bắc Việt Nam Đến nay đã chọn tạo ra được một số dòng, giống đem khảo nghiệm và khu vực hoá để được công nhận là giống quốc gia

Việc gieo trồng các giống lúa mới có tiềm năng năng suất và thay đổi theo cơ cấu cây trồng, mùa vụ là vấn đề cơ bản dẫn đến mức tăng nhanh về sản lượng lúa ở Việt Nam trong những năm gần đây Trước hết phải kể đến chương trình chọn tạo giống lúa trong hơn 2 thập kỷ qua đã thu được những thành tựu to lớn Nhờ vận dụng tốt những kết quả nghiên cứu của mạng lưới quốc tế về đánh giá nguồn tài nguyên di truyền cây lúa (INGER, chương trình IRTP) do viện lúa quốc tế điều phối thông qua việc nhập nội, sử dụng nguồn gen phong phú đồng thời phát triển các dòng cải tiến

Từ năm 1990-1995 đề tài KN08 - 01 đã chọn tạo và được công nhận 26 giống lúa cho vùng thâm canh ở Việt Nam

Từ năm 1996 - 2000 đề tài KN 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 chọn tạo và được công nhận 35 giống quốc gia , 44 giống khu vực hoá, một số giống triển vọng được sản xuất chấp nhận rộng rãi Trong thời gian tới đặc biệt chú

ý đến các giống lúa chất lượng đáp ứng nhu cầu nội địa và xuất khẩu

Viện lúa Đồng bằng Sông Cửu Long đã chọn tạo và đưa vào sản xuất 90 giống lúa, trong đó có 40 giống lúa được công nhận chính thức Hầu hết các giống lúa chọn tạo đều có thời gian sinh trưởng ngắn 90 -100 ngày, có khả năng chống chịu sâu bệnh, đáp ứng nhu cầu sản xuất

Tại hội nghị toàn quốc về khoa học và khuyến nông tại Hà Nội ngày 15-16 tháng 7 năm 2005 đã kết luận: giai đoạn 1986-2004, các nhà khoa học nông nghiệp Việt Nam đã chọn tạo được 345 giống cây trồng nông nghiệp mới trong đó có 149 giống lúa mới (trung bình 8,2 giống lúa mới được chọn tạo/năm)

Chương trình dài hạn về chọn giống của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế nhằm đưa vào những dòng lúa thuộc kiểu cây cải tiến những đặc trưng chính như: thời gian sinh trưởng, kể cả tính mẫn cảm quang chu kỳ thích hợp nhất với những vùng trồng

lúa khác

Theo Nguyễn Thị Lang (2013), Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long đã nghiên cứu chọn tạo giống lúa xuất khẩu cho đồng bằng Sông Cửu Long (giai đoạn 2011-2013), từ vật liệu gồm 200 giống lúa mùa địa phương, 200 giống lúa cao sản

và 72 giống lúa du nhập đã tạo một khối lượng sàng lọc bố mẹ cho vật liệu lai Có

22 giống có hàm lượng protein trên 8% gồm OM96L, OM6600, OM6L, OM6832, OM6691,

Đã chọn được 39 dòng lúa thơm, mang các đặc điểm theo mục tiêu chọn tạo

So sánh chính qui các dòng lúa thơm, đã rút ra được 2 giống triển vọng là HDT5 và HDT7 cho khảo nghiệm sản xuất

Tác giả Trần Tấn Phương và cs (2010) đã sử dụng phương pháp lai kết hợp nhiều bố mẹ đã chọn tạo được giống lúa thơm mới ST20 có thời gian sinh trưởng ngắn 115 ngày, cây thấp, tiềm năng năng suất cao, hạt dài, hàm lượng amylase 12,4%, hàm lượng protein 10,84%, cơm thơm đậm, mềm dẻo Giống ST20 có chứa

gen thơm badh2.1, có hàm lương chất 2-AP (2-acetyl-1-pyroline) là 8,8 ppb, cao hơn giống Jasmin 85 Nhóm nghiên cứu đã tiến hành đánh giá phẩm chất của 9 giống lúa thơm mới chọn tạo (ST3, ST5, ST10, ST12, ST16, ST17, ST18, ST19, ST20) ở các mùa vụ và các địa điểm khác nhau tại tính Sóc Trăng Kết quả cho thấy hàm lượng chất thơm 2-AP ở vụ Hè Thu thấp hơn vụ Đông Xuân (Trần Tấn Phương

và cs (2011)

Theo Hiệp hội lương thực Việt Nam năm 2010, với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam được coi là cái nôi hình thành cây lúa nước Đã từ lâu, cây lúa trở thành cây lương thực chủ yếu, có ý nghĩa quan trọng trong nền kinh tế và xã hội của nước ta Cùng với địa hình trải dài trên 1 vĩ độ Bắc bán cầu, từ Bắc vào Nam đã hình thành những đồng bằng châu thổ trồng lúa phì nhiêu, không những cung cấp đủ lương thực trong nước, mà hàng năm còn xuất khẩu hàng triệu tấn gạo sang các nước

Ngày nay khi thu nhập của người dân đã tăng lên đáng kể thì nhu cầu về gạo chất lượng ngày càng cao Và lúa gạo đặc sản, chất lượng cao trở thành một nhu cầu không thể thiếu trong bữa ăn của người dân Vì vậy trong quá trình nghiên cứu chọn tạo các nhà khoa học không những quan tâm đến năng suất mà chất lượng gạo cũng được chú ý Trong một vài năm qua các giống lúa cổ truyền như Tám Ấp Bẹ, Tám Xoan, Dự, nếp Cái Hoa Vàng, nếp Hòa Bình đã được phục tráng, khảo nghiệm và nhân rộng trong sản xuất Bên cạnh đó các giống lúa chất lượng khác đã được chọn tạo và ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp cả nước như: HT1, BT7, LT2, nếp N87, nếp N97, P1, P6

Khi nói về những giống lúa chất lượng cao ở Việt Nam, chúng ta cũng cần

đề cập tới những giống lúa nếp, lúa Japonica, lúa thơm, Mặc dù sản lượng trồng lúa nếp chỉ chiếm khoảng 5 - 10% tổng sản lượng lúa nhưng không thể thiếu trong

cơ cấu mùa vụ của nước ta Trong khi đó diện tích trồng lúa thơm ở nước ta trong một vài năm trở lại đây đang tăng đáng kể do nhu cầu của thị trường Tùy năng suất của các giống lúa thơm chưa cao nhưng mang lại giá trị kinh tế cao cho người dân

1.3.4 Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa chất lượng trên thế giới và Việt Nam

1.3.4.1 Sản xuất lúa chất lượng trên thế giới

Trên thế giới, Ấn Độ, Pakistan, Thái Lan, Bangladesh, Nepal, Iran, Afghanistan và Myanmar là những nước có những giống lúa thơm đặc sản được đánh giá cao và bán giá cao trên thị trường trong nước và xuất khẩu (Chaudhary, 2003) Jasmine được trồng nhiều ở Đông Bắc Thái Lan, Basmati được trồng truyền thống ở phía Bắc và phía Tây Bắc của Ấn Độ và Paskistan trong nhiều thế kỷ (Georges, 2013); giống lúa thơm Dubraj phổ biến nhất tại thị trường Chattisgarh của Ấn Độ (Patnaik và cs., 2015)

Các giống lúa Japonica cũng đang được quan tâm bởi khả năng chịu lạnh tốt

và chất lượng gạo cao (Hill và cs., 2002) Trung Quốc là nước đứng đầu thế giới về sản xuất lúa Japonica EU cũng là nơi sản xuất chủ yếu của lúa Japonica chiếm khoảng 65 - 70% tổng sản lượng gạo EU (Jena và Hardy, 2012)

1.3.4.2 Tình hình nghiên cứu giống lúa chất lượng trên thế giới

Giống lúa Basmati 370 được ra đời nhờ chọn lọc bằng kỹ thuật chọn dòng thuần ở Kala Shah Kaku, Pakistan; đây là giống gạo thơm, chất lượng tốt nhưng năng suất thấp Từ những năm 1945, giống Khao Dawk Mali 105 đã được chọn lọc

và đã trở thành giống xuất khẩu chủ lực của Thái Lan (Shobha và cs., 2006; Giraud, 2010) Nhiều giống lúa thơm khác cũng được chọn tạo như giống lúa thơm MRQ50, MRQ74 ở Malaysia; giống lúa cải tiến Tainung Sen 72 ở Đài Loan (Choi, 2004) Bằng phương pháp chọn lọc phả hệ để, dòng IET 21.044 có năng suất cao, cây thấp, hạt lúa ngắn và thơm và đã được đưa vào xuất tại Ấn Độ (Patnaik và cs., 2015) Giống Basmati được đặc trưng bởi hàm lượng amylose trung gian, thấp đến trung bình, nhiệt độ hóa hồ và độ bền thể gel trung bình so với các giống Jasmine của Thái Lan (Singh và cs., 2000)

1.3.4.3 Sản xuất lúa chất lượng ở Việt Nam

Chất lượng gạo của Việt Nam vẫn còn thấp và chưa xây dựng được thương

hiệu trên thị trường quốc tế (Nguyễn Văn Bộ, 2009) Các giống lúa đặc sản đặc

trưng cho thương hiệu lúa gạo Việt Nam như: Tám thơm, Di hương và Dự lùn ở phía Bắc; Nàng thơm, Nàng hương Chợ đào, Tàu hương và Móng chim rơi ở miền Nam

Đồng bằng Sông Cửu Long cung cấp lúa hàng hóa chủ yếu của cả nước Tuy nhiên, diện tích lúa duy trì nguồn gạo chất lượng phục vụ xuất khẩu chủ yếu được trồng trong vụ mùa từ các tỉnh thuộc bán đảo Cà Mau chỉ chiếm trên dưới 10% (800.000 tấn/năm) (Trần Minh Vĩnh và Phạm Vân Đình, 2014)

Đồng bằng Sông Hồng đứng thứ 2 về sản xuất lúa đặc sản; trong đó, Tám thơm và Tám xoan là hai giống lúa được ưa chuộng hơn cả (Lê Quốc Doanh và cs., 2004) Ngoài ra, trong bộ giống lúa chất lượng được sử dụng ngoài sản xuất phong phú hơn còn có nhiều giống lúa cải tiến chất lượng như T10, Bắc thơm Số 7, Hương thơm số 1, HT6, LT2 và N46 (Nguyễn Xuân Dũng và cs., 2013)

Vùng Trung du và miền núi phía Bắc trong giai đoạn từ 2000 - 2010, giá trị sản xuất ngành nông nghiệp tăng 73,58%, bình quân mỗi năm tăng 7,36% Tuy diện tích trồng lúa không lớn nhưng có những cánh đồng lớn như Mường Thanh ở tỉnh Điện Biên, Mường Lò ở tỉnh Yên Bái với lợi thế về điều kiện tự nhiên để gieo trồng giống lúa đặc sản chất lượng cao (Hoàng Công Mệnh và cs., 2013)

Như vậy, bộ giống lúa thơm chất lượng cao của Việt Nam cũng rất phong phú, nhưng chưa chiếm được tỷ phần lớn trong xuất khẩu (Nguyễn Công Thành, 2013)

1.3.4.4 Định hướng sản xuất giống lúa của nước ta trong thời gian tới

Chọn tạo các giống lúa có chất lượng cao, đặc biệt là chất lượng dinh dưỡng, chất lượng chế biến và có giá trị thương phẩm hàng hóa cao, có khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện bất thuận, có đặc tính nông sinh học phù hợp nhằm đáp ứng nhu cầu của sản xuất và người tiêu dùng trong và ngoài nước (Lê Duy Thành

và cs., 2010)

1.3.4.5 Nghiên cứu chọn, tạo giống lúa chất lượng ở Việt Nam

Các giống lúa mới đã góp phần làm tăng sản lượng từ 60 đến 70% so với các giống lúa cũ (Lê Duy Thành và cs., 2010) Trong thời kỳ đổi mới (1986 - 2005),

năng suất lúa tăng bình quân từ 2,81 lên 4,82 tấn/ha tức là tăng 1,71 lần là do kết quả tổng hợp của nhiều yếu tố, trong đó yếu tố giống đóng vai trò đặc biệt quan trọng (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2005) Chỉ cần nâng cao phẩm chất hạt giống đã phổ biến trong sản xuất cũng có thể nâng cao năng suất lúa từ 10 - 20%, Nếu giống tốt và thích hợp tốt với điều kiện thổ nhưỡng và thời tiết thì sẽ cho mùa màng bội thu (Nguyễn Trí Ngọc, 2006)

Bộ giống lúa của Việt Nam chủ yếu là giống du nhập từ nước ngoài, còn những giống do các cơ quan nghiên cứu trong nước lai tạo/chọn tạo ra chưa đủ khả năng cạnh tranh (Lê Duy Thành và cs., 2010)

Bằng phương pháp chọn lọc trên quần thể lai, giống lúa thơm Hương cốm đã chọn tạo được từ các giống Hương 125S, MR365, Tám xoan đột biến (TX93), Maogô và R9311 có hàm lượng amylose 17,5%, hàm lượng protein 8,7%, nhiệt hóa

hồ thấp, độ bền thể gel mềm và khả năng chống đổ ngã rất tốt Giống Tẻ thơm số

10, được chọn tạo từ tổ hợp lai giữa DT10 và Amber, có đặc điểm như: thơm, ngon cơm, mềm dẻo, ráo rời, gạo trắng đục và hàm lượng protien đạt 9,8% (Nguyễn Thanh Tuyền, 2007)

Gần đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu chọn tạo các giống lúa thơm, chịu mặn, chất lượng cao cho vùng Đồng bằng sông Cửu Long, kết quả đã chọn tạo ra các giống: OM9921, OM9605, OM8017, OM359 và OM232 (Trần Thị Cúc Hòa và

Việc sử dụng các chỉ thị phân tử trong lai tạo (MABC) để chuyển gen kháng

bệnh bạc lá Xa4, xa5, và Xa7 vào các giống lúa thơm chất lượng đang trồng phổ

biến hiện nay, kết quả đến vụ mùa 2014 đã tạo 72 cây BC5F1 từ các giống lúa

HDT8, SH8, và BT7 mang từ 1 đến 3 gen Xa4, xa5 và Xa7 Các cá thể này được

cho tự thụ để chọn dòng thuần lúa thơm mang gen kháng bệnh bạc lá từ các thế hệ phân ly Bên cạnh đó, sử dụng chỉ thị phân tử trong chọn lọc (MAS) để chọn các giống lúa thơm, kháng bệnh bạc lá, kết quả chọn tạo đã đưa ra được giống lúa HDT10 cho khảo nghiệm chuẩn bị mở rộng sản xuất Qua kết quả khảo nghiệm quốc gia và khảo nghiệm sản xuất, giống lúa HDT10 có thời gian sinh trưởng ngắn (105 ngày trong vụ mùa), thích ứng tốt cho sản xuất tại các tỉnh phía Bắc, năng suất trung bình đạt từ 60 – 65 tạ/ha, kháng khá với bệnh bạc lá và các sâu bệnh hại khác, chất lượng khá, gạo trắng đẹp, cơm mềm, có mùi thơm Giống lúa HDT10 đã đáp ứng được mục tiêu chọn tạo, được người sản xuất đánh giá cao và đề nghị phát triển cho sản xuất (Dương Xuân Tú và cs, 2016)

Kết quả nghiên cứu về tuyển chọn một số giống lúa chống chịu nhiệt độ cao cho tỉnh Đồng Tháp: Thanh lọc kiểu gen 53 dòng/giống có kiểu gen chống chịu nhiệt độ cao chiếm tỉ lệ 66%; thanh lọc kiểu hình đã xác định được 02 giống lúa có khả năng chống chịu nhiệt độ cao tốt (cấp 1) là OM124 và OM300, 15 giống lúa có khả năng chống chịu nhiệt độ cao khá là: DV108, OM380, OM8584, OM225, OM221, DTS4, DTS19, OM22, OM9582, OM7167, OM121, OM108, OM178, OM189, DTS9 (Trần Đình giỏi và cs, 2016)

Quá trình nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn có phẩm chất tốt cho đồng bằng sông cửu long và phía Bắc đã chọn tạo được giống OM5464, OM5166, OM9584 và OM9577 (Trần Thị Cúc Hòa và cs, 2013)

Để đánh giá mùi thơm của lúa, phương pháp chọn lọc phả hệ từ quần thể phân ly F2 và các thế hệ tiếp theo của tổ hợp lai giữa 5 giống bố mẹ có nguồn gốc

xa nhau Đánh giá độ thơm trên lá và nội nhũ thực hiện từ G0 (F12) đến G2 cho thấy, tính trạng mùi thơm không ổn định qua các thế hệ nhân (Nguyễn Văn Mười và cs., 2009)

Bằng phương pháp lai kết hợp nhiều bố mẹ đã chọn được giống lúa thơm mới ST20 có thời gian sinh trường ngắn 115 ngày, cây thấp, tiềm năng năng suất cao, hạt dài, hàm lượng amylose 12,4%, hàm lượng protein 10,84%, cơm thơm

đậm, mềm dẻo, có chứa gen thơm badh2.1, có hàm lượng chất 2-acetyl-1-pyrroline (2-AP) (Trần Tấn Phương và cs., 2011)

Kỹ thuật điện di SDS-PAGE protein đã được áp dụng để phân tích, sàng lọc các giống lúa có nguồn gốc địa phương và các dòng lai và lựa chọn được 11 giống/dòng gồm TPCT1, TPCT2, TPCT6, Jasmine 01, Jasmine 08, Jasmine 10, VĐ20-03, VĐ20-07, VĐ20-17 và VĐ20-17 Các giống này có mùi thơm, thời gian sinh trưởng ngắn, ít bị sâu bệnh, có năng suất cao, có hạt gạo thon dài và chất lượng hạt gạo tốt (Phạm Văn Phượng và cs., 2011)

Bằng kỹ thuật nuôi cấy bao phấn của 20 tổ hợp lai, các tổ hợp có tỷ lệ tái sinh cao

như IR64/OM 3536, OM 1490/Hoa lai, OM3536/IR75997-159 (Nguyễn Thị Lang

và cs., 2012)

Các nhà khoa học trong lĩnh vực chọn tạo giống lúa của Việt Nam đã và đang nỗ lực trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lượng góp phần nâng cao năng suất, chất lượng và sản lượng lúa trên toàn quốc Vì thế, việc nghiên cứu, đánh giá từng các giống lúa thuần, chất lượng thích hợp với các vùng sinh thái và kỹ thuật canh tác nhằm phát huy hết tiềm năng của giống là một biện pháp hữu ích, mang lại hiệu quả cho sản xuất nông nghiệp

1.3.4.6 Nhu cầu về gạo chất lượng trên thế giới và Việt Nam

Do đời sống của người dân ngày càng tăng, nên người tiêu dùng có nhu cầu ngày càng cao đối với loại gạo chất lượng tốt và ngon hơn (Randall và cs., 2009) Người tiêu dùng có sở thích và thị hiếu sử dụng gạo khác nhau; trong các loại gạo, gạo Indica chiếm 75%, tiếp theo là Japonica chiếm 15% và gạo giống như Basmati

và Jasmine chiếm 9%, còn lại là gạo nếp (Hsu và cs., 2014) Gạo nhập trên thị

trường thế giới được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau theo giống, theo dạng

hạt, tỷ lệ tấm, hàm lượng amylose hay theo hương thơm (Nelissa và cs., 2012) Thị

hiếu người tiêu dùng thường thích gạo có hàm lượng amylose thấp đến trung bình, cơm có đặc điểm dẻo và mềm (Chaudhary, 2003)