TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA NÔNG LÂM NGƯ -------------- ĐỀ TÀI ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY TRONG VỤ ĐÔNG XUÂN 2007 – 2008 TẠI TRẠM GIỐNG CÂYTRỒNG BẮC HÀ TĨNH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH NÔNG HỌC Người thực hiện: Lê Thị Mai Anh Lớp: 45 K – Nông Học Người hướng dẫn: K.s. Nguyễn Hữu Hiền VINH – 1.2009 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Lúa trồng (Oryza sativa L.) là cây đóng vai trò quan trọng trong nền nông nghiệp của thế giới và có lịch sử phát triển lâu đời nhất, có mặt từ 3000 - 2000 năm trước công nguyên. Trên thế giới, có khoảng 40% dân số coi lúa gạo là nguồn lương thực chính (tập trung chủ yếu ở Châu Á), 25% dân số đang sử dụng lúa gạo trên 1/2 khẩu phần lương thực hàng ngày [3, tr.7], lúa gạo cũng là nguồn lương thực quan trọng cho khoảng 3 tỷ người (khoảng 2/3 dân số trên thế giới). Trong đó, Châu Á là một trung tâm sản xuất lúa gạo lớn nhất thế giới. Theo thống kê của cơ quan thực phẩm liên hợp quốc trên thế giới có khoảng 147,5 triệu ha đất dùng cho trồng lúa và 90% diện tích này là thuộc các nước châu Á, các nước châu Á đã sản xuất được khoảng 92 % tổng sản lượng lúa gạo trên thế giới, trong đó Thái Lan và Việt Nam là hai nước xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới [21]. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy lúa gạo cung cấp các chất cần thiết cho con người như: Prôtêin, tinh bột và một số chất béo, . Do đó, lúa gạo được coi là nguồn thực phẩm và dược phẩm có giá trị, đồng thời lúa gạo cũng là một mặt hàng để trao đổi buôn bán của các quốc gia làm nguồn lương thực, cũng như làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến thực phẩm rượu, bia, bánh kẹo, . và các phụ phẩm như rơm rạ, tấm cám, vỏ trấu được sử dụng làm thức ăn gia súc, làm phân bón, chất đốt chính vì thế mà tổ chức dinh duỡng quốc tế đã gọi “Hạt gạo là hạt của sự sống” [3, tr.7-8]. Ngày nay khi dân số thế giới tiếp tục gia tăng thì diện tích đất dành cho nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp do tốc độ đô thị hoá ngày càng cao. Do đó, lúa gạo là vấn đề sống còn của mỗi quốc gia, theo dự đoán của các chuyên gia dân số nếu dân số tiếp tục tăng trong vòng 20 năm tới thì sản lượng lúa gạo phải tăng 80% mới đáp ứng được nhu cầu của dân cư mới [21]. Do đó, đòi hỏi tập trung trí tuệ của các nhà khoa học trên thế giới tìm tòi, nghiên cứu để không ngừng nâng cao 2 năng suất chất lượng sản phẩm, trên cơ sở những thành tựu mới nhất của nông nghiệp, sinh học, công nghệ sinh học nhằm tạo ra giống cây trồng năng suất cao, phẩm chất tốt chống chịu sâu bệnh và điều kiện bất lợi của môi trường, phù hợp với điều kiện sinh thái của từng quốc gia, từng vùng, . Đối với Việt Nam, sản xuất lúa gạo đóng vai trò quan trọng đặc biệt trong phát triển kinh tế nông nghiệp và nông thôn. Trong 3 thập kỷ qua nhờ có cơ chế quản lý mới, áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất mà Việt Nam đã đạt được nhiều thành tựu lớn trong sản xuất lúa gạo, không những đáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm mà còn là nước có lượng gạo xuất khẩu đứng vị trí hàng đầu của thế giới. Tuy nhiên ngành lúa gạo nước ta còn gạo nhiều thách thức, đặc biệt là dưới sức ép cạnh tranh ngày càng cao khi nước ta gia nhập vào WTO. Hiện nay, năng suất lúa đã tăng, song giữa các vùng sinh thái khác nhau lại có sự chênh lệch đáng kể về năng suất. Năng suất thường cao ở các vùng đồng bằng và giảm dần ở vùng trung du miền núi, ở vùng đồng bằng một số hộ nông dân trồng lúa đạt năng suất rất cao 10 - 12 tấn/ha, trong khi đó năng suất ở vùng miền núi và đất cát duyên hải thường lại thường rất thấp chỉ đạt bình quân khoảng 2 tấn/ha [5]. Hà Tĩnh là một tỉnh thuộc vùng Bắc Trung Bộ, có địa hình nhỏ hẹp, nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, ngoài ra còn chịu khí hậu chuyển tiếp của Miền Bắc và Miền Nam, với đặc trưng khí hậu nhiệt đới điển hình của miền Nam và có một mùa đông giá lạnh của miền Bắc [9, tr.5], [12]. Với điều kiện khí hậu như vậy nên sản xuất gặp rất nhiều khó khăn tuy nhiên với sự nỗ lực không ngừng của lãnh đạo và người dân nên sản xuất đã đạt được một số thành tựu như: Năm 2004 năng suất lúa bình quân toàn tỉnh đạt 47,46 tạ/ha, sản lượng 485215 tấn. Năm 2005 năng suất đạt 46,12 tạ/ha, sản lượng là 454126 tấn. Năm 2006 năng suất đạt 46,73 tạ/ha, sản lượng là 475938 tấn. Năm 2007 năng suất đạt 37 tạ/ha, sản lượng là 373331 tấn [15]. Với sản lượng lúa như thế này đã đảm bảo được an ninh lương thực của tỉnh nên vấn đề đặt ra bay giờ là phải ổn định năng suất, nâng cao chất lượng lúa gạo. Trong đó có Đức Thọ là huyện có diện tích và sản lượng lớn của tỉnh, những năm gần đây vụ Đông Xuân ở Đức Thọ trà xuân sớm với cơ cấu chủ 3 yếu là giống IR1820 bị thu hẹp do dịch rầy nâu bùng phát mà khả năng nhiễm rầy của giống cao và tính chống chịu rầy của giống này thấp, vì vậy trong cơ cấu sản xuất chủ yếu là giống xuân trung và xuân muộn. Riêng các giống xuân muộn với ưu điểm là những giống ngắn ngày, tiết kiệm nước tưới, rải vụ, điều hoà được lao động nhất là giai đoạn gieo cấy, thu hoạch. Do đó, để xác định lại bộ giống lúa cho trà xuân muộn tìm ra giống có năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu được với điều kiện bất lợi (rét, sâu bệnh, đỗ ngã, .) đồng thời tìm hiểu những đặc trưng, đặc tính của từng giống làm cơ sở cho việc phục tráng và duy trì giống. Xuất phát từ những yêu cầu thực tế trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống lúa ngắn ngày trong vụ Đông Xuân 2007 - 2008 tại trạm giống cây trồng Bắc Hà Tĩnh”. 2. Mục đích và yêu cầu 2.1. Mục đích - Xác định được bộ giống trà xuân muộn có năng suất cao, phẩm chất tốt, phù hợp với thời tiết và sinh thái ở Đức Thọ. - Nắm được các đặc trưng, đặc tính, khả năng sinh trưởng và phát triển của từng giống để làm dữ liệu khoa học cho việc phục tráng và duy trì giống. 2.2. Yêu cầu của đề tài - Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển và các đặc trưng, đặc tính của từng giống. - Đánh giá về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của từng giống. - Đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh và thích ứng với điều kiện ngoại cảnh của các giống thí nghiệm với điều kiện địa phương. - Đánh giá về một số tính trạng chất lượng của từng giống. 4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn 1.1.1 Cơ sở lý luận Trồng lúa là nghề truyền thống có từ rất lâu và qua sản xuất mà người nông dân đã đúc rút những kinh nghiệm như “Nhất nước nhì phân, tam cần tứ giống” là những yếu tố cần thiết cho sản xuất nông nghiệp. Trước đây, sản xuất chủ yếu dựa vào điều kiện tự nhiên, hệ thống thuỷ lợi chưa được đầu tư xây dựng nên nước được coi trọng hàng đầu. Ngày nay, khi khoa học kỹ thuật phát triển, hệ thống tưới tiêu được đầu tư xây dựng, nông dân có điều kiện đầu tư chăm sóc, sản xuất đã được cơ giới hoá nên giống được đặt lên hàng đầu, là yếu tố có vai trò quyết định năng suất, sản lượng và hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, giống cây trồng có tính khu vực hoá cao, nó thích ứng với điều kiện tự nhiên từng vùng. Mỗi một giống cây trồng có đặc điểm sinh trưởng, phát triển khác nhau do đó nó có khả năng thích hợp với điều kiện ngoại cảnh và chế độ canh tác nhất định. Một giống có thể thích nghi tốt ở vùng này, điều kiện chăm sóc này nhưng lại khó phát triển ở vùng khác, điều kiện chăm sóc khác. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một giống cây trồng nào đó giúp ta có những biện pháp kỹ thuật tác động hiệu quả cũng như bố trí mùa vụ và cơ cấu giống thích hợp nhằm phát huy cao nhất tiềm năng năng suất của giống cũng như tiềm năng đất đai, khí hậu của vùng. Do đó, chọn giống là để giải quyết mối quan hệ giữa các tính trạng trong cơ thể và giữa cơ thể với môi trường, để đảm bảo cho cây trồng sinh trưởng và phát triển năng suất cao và ổn định, chống chịu tốt với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất lợi. Mặt khác ta biết mỗi giống có một giới hạn nhất định về năng suất nên chỉ lên tới một mức giới hạn nào đó chứ không thể tăng thêm nếu muốn tăng thêm năng suất thì phải thay giống khác có năng suất tối đa cao hơn. Do đó, việc tìm tòi nghiên cứu để tìm ra các giống lúa mới là nhiệm vụ thường xuyên của các nhà chọn tạo giống để nâng cao năng suất chất lượng lúa. 5 Ngày nay khi đời sống vật chất ngày một nâng cao thì chất lượng lúa gạo ngày càng được coi trọng, người tiêu dùng họ luôn muốn gạo trắng thơm, dẻo, ngon, . mà điều đó phải tuỳ thuộc vào giống lúa được đưa vào sản xuất, các giống lúa chất lượng cao đã đang được đưa vào sử dụng nhiều. Ngoài ra, giống cũng có xu hướng bị thoái hóa sau một thời gian dài sản xuất. Vì thế, công tác chọn tạo, so sánh, đánh giá để tìm ra những giống mới thích hợp cho từng vùng sinh thái thực sự rất đáng quan tâm và tạo ra nhiều giống mới hàng năm đưa vào sản xuất. 1.1.2. Cơ sở thực tiễn Đức Thọ là có 80% dân số tham gia sản xuất nông nghiệp, đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp của tỉnh. Những năm qua nhờ tích cực chuyển đổi cơ cơ cấu giống, chủ động xây dựng các chương trình, đề án, chú trọng công tác chọn giống, đẩy mạnh thâm canh nên năng suất, sản lượng lúa của huyện hàng năm đều cao. Năm 2006, sản lượng lúa đạt 56630 tấn, năm 2007 là 45222 tấn, qua đó nhận thấy sản lượng lúa giảm do điều kiện khí hậu năm 2007 rất phức tạp lúa trỗ gặp rét, mưa bão rồi các loại sâu bệnh, các loại giống cũ dần dần không còn phù hợp với điều kiện khí hậu ngày càng khắc nghiệt [16]. Mặt khác, Đức Thọ sản xuất lúa vừa để làm lương thực, vừa để chăn nuôi lại vừa mang tính sản xuất hàng hoá. Các nông hộ ngoài sản xuất những giống lúa năng suất cao cũng có nhu cầu lớn về những giống lúa chất lượng trước hết là để cải thiện bữa ăn gia đình, đồng thời sau đó là làm hàng hoá với giá trị cao hơn lúa thường. Do đó, cần áp dụng khoa học kỹ thuật mới, giống mới cũng như duy trì những giống cũ có năng suất và chất lượng tốt phù hợp với điều kiện sinh thái của địa phương. 1.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu trên thế giới 1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới Hiện nay có trên 100 quốc gia trồng lúa và khoảng 60% dân số thế giới sống bằng sản lượng từ lúa và phạm vi trồng lúa phân bố tương đối rộng từ 35 0 Bắc đến 35 0 Nam, vùng phân bố chủ yếu ở châu Á từ 30 0 B đến 10 0 N. Song do mỗi quốc 6 gia, mỗi vùng có điều kiện tự nhiên khác nhau nên trồng các giống lúa khác nhau và có năng suất, sản lượng lúa gạo khác nhau. Sản xuất lúa gạo trong vài ba thập kỷ gần đây đã có mức tăng trưởng đáng kể. Tuy tổng sản lượng tăng 70% trong vòng 32 năm nhưng do dân số tăng nhanh nên vấn đề lương thực vẫn là yêu cầu cấp bách trong những năm trước mắt và lâu dài [3, tr.8]. Tình hình sản xuất của thế giới trong những năm qua đã có nhiều đổi mới và được thể hiện qua bảng 1.1. Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới Chỉ tiêu Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) 2001 151,65 39,4 598,03 2002 147,57 38,7 571,07 2003 152,24 38,5 586,24 2004 153,25 39,7 608,49 2005 153,50 39.90 614.16 Nguồn: ( FAO.Statistics) Số liệu trong bảng 1.1 cho thấy diện tích năng suất, sản lượng lúa của thế giới tăng không đều qua các năm, năm 2005 là năm có năng suất cao nhất (39,9 tạ/ha) và sản là 614,16 tấn và năm 2002 lại có sản lượng thấp nhất trong các năm, diện tích giảm đột ngột từ 151,65 triệu ha năm 2001 xuống còn 147,57 triệu ha năm 2002. Nói chung trừ năm 2002 có sự biến động lớn còn lại các năm khác năng suất tăng chậm nên sản lượng cũng tăng chậm. Trong đó, Châu Á là trung tâm sản xuất lúa lớn nhất thế giới, đây là nơi sản xuất và tiêu thụ 90% sản lượng lúa của thế giới. Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa của một số nước châu Á 7 Chỉ tiêu Tên nước Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) Trung Quốc 46,70 38,99 182,04 Inđônêsia 11,80 45,74 53,98 Việt Nam 7,32 48,85 35,79 Thái Lan 9,97 29,26 29,20 Nhật Bản 1,70 66,48 11,34 Hàn Quốc 0,98 65,56 0,17 (Nguồn: FAO.StatisticsDivision 2007) Số liệu bảng cho thấy các nước có diện tích trồng lúa lớn là: Trung Quốc (46,68 triệu ha), tiếp đến là Inđônêxia, Thái Lan, Việt Nam và nước có diện tích sản xuất lúa gạo nhỏ nhất là Hàn Quốc 0,98 triệu ha. - Về năng suất đứng đầu châu Á là Hàn Quốc (65,56 tạ/ha). - Về sản lượng: Trung Quốc là nước có sản lượng nhiều nhất ở Châu Á với 182,04 triệu tấn và Hàn Quốc là nước có sản lượng thấp nhất 0,17 triệu tấn. Theo số liệu thống kê của FAO 1998 thì tổng diện tích trồng lúa trên thế giới khoảng 150 triệu ha và năng suất bình quân 35 tạ/ha nhưng đến năm 2005 với diện tích 153,5 triệu ha và năng suất đã tăng lên 39,9 tạ/ha, điều đó cho ta thấy năng suất lúa thế giới đã tăng đáng kể, tuy nhiên sản lượng lúa tăng 70% trong vòng 32 năm nhưng do dân số tăng nhanh, nhất là ở các nước đang phát triển nên vấn đề lương thực luôn là yêu cầu cấp bách trong những năm tới và lâu dài. 1.2.2 Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới Để sản xuất giống đạt năng suất cao thì việc nghiên cứu chọn tạo ra các giống lúa mới rất quan trọng là tiền đề để tăng năng suất lúa. Trong những thập kỷ trước đây nghề trồng lúa thế giới vẫn sử dụng các giống truyền thống năng suất thấp, bị lẫn tạp tạp nên sản lượng lúa của thế giới chưa cao, tuy nhiên các giống 8 lúa truyền thống lại là nguồn cung cấp các gen quý hiếm là tiền đề cho cuộc cách mạng cải tạo giống lúa ngày nay và mai sau. Năm 1924, Viện nghiên cứu cây trồng toàn Liên Xô cũ (VIR) đã được thành lập mà nhiệm vụ chính là thu thập, đánh giá và bảo quản nguồn gen cây trồng, theo số liệu đã công bố thì ngân hàng gen của viện bảo tồn tới 150000 mẫu giống cây trồng và cây dại thân thuộc được thu thập và cung cấp miễn phí cho các chương trình hợp tác, các chương trình chọn tạo giống cây trồng các quốc gia đó cần nhưng chưa có điều kiện thu thập bảo tồn trong chương trình hợp tác Việt Xô giai đoạn 1983 - 1987, VIR đã đưa vào Việt Nam 2259 mẫu giống và nhiều loại cây khác nhau như đậu, đỗ, cà chua, ớt, đay bông (Nguyễn Hữu Nghĩa và cộng sự 1986) [7, tr.231]. Đến thập kỷ 60 nhiều viện nghiên cứu cây trồng hoặc trung tâm nghiên cứu quốc tế được thành lập như trung tâm ngô và lúa mì quốc tế Cimmyt, trung tâm khoai tây và cây có củ quốc tế IRRI. Bên cạnh việc nghiên cứu chọn tạo giống kỷ thuật canh tác, hệ thống trồng trọt, . tại các cơ sở này có 1 trung tâm bảo tồn nguồn gen rất lớn [7, tr.231]. Viện lúa quốc tế IRRI được thành lập năm 1960 tại Losbnos - Philipin năm 1962 đã tiến hành thu thập nguồn gen cây lúa phục vụ cho công tác cải tiến giống lúa và đến năm 1977 chính thức khai trương ngân hàng gen cây lúa quốc tế. Tại đây một tập đoàn lúa từ 110 quốc gia trên thế giới được thu thập đánh giá, mô tả, bảo tồn. IRRI đã hợp tác chính thức với Việt Nam từ năm 1975 trong chương trình thử nghiệm giống quốc tế (TRIP) trước đây và nay là chương trình đánh giá nguồn gen cây lúa (INGER). Trong quá trình hợp tác, Việt Nam đã nhập 279 tập đoàn lúa gồm hàng ngàn mẫu giống mang nhiều đặc điểm nông sinh học tốt, năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh và điều kiện ngoaị cảnh bất thuận như hạn, úng chua phèn. 9 - Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp nhiệt đới thành lập năm 1967 tại Parima (Colombia) làm nhiệm vụ thu thập bảo tồn và nghiên cứu các giống đậu đỗ sắn ngô và lúa thế giới. - Viện quốc tế nghiên cứu cây trồng vùng nửa khô hạn nhiệt đới (ICRISAT) thành lập năm 1972 tại Hyderabat (Ấn Độ). Ngoài ra mỗi quốc gia đều có các viện nghiên cứu, trung tâm nghiên cứu, trạm trại làm nhiệm vụ lai tạo, phục tráng các giống bị thoái hoá để tạo cho nguồn giống của quốc gia mình phong phú và đa dạng. 1.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa ở nước ta 1.3.1.Tình hình sản xuất lúa ở nước ta Với điều kiện khí hậu nhiệt đới, Việt Nam là cái nôi hình thành cây lúa nước, đã từ lâu cây lúa trở thành cây lương thực chủ yếu có ý nghĩa đáng kể trong nền kinh tế và xã hội nước ta. Với lãnh thổ kéo dài trên 15 vĩ độ Bắc bán cầu, từ Bắc vào Nam đã hình thành những đồng bằng châu thổ lúa phì nhiêu như đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu Long, . cung cấp lượng lương thực rất lớn [3, tr.10]. Ngành lúa gạo nước ta trong những năm vừa qua đã có những bước chuyển tích cực, nó thực sự giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế đất nước. Hàng năm ngành lúa gạo đã đóng góp từ 12 - 13% trong tổng GDP, là mặt hàng có giá trị xuất khẩu đứng thứ năm, lúa gạo đã đưa về cho đất nước mỗi năm từ 600 - 800 USD, đồng thời có vai trò quan trọng việc đảm bảo an ninh lương thực trong nước cũng như trên thế giới. Đứng thứ 2 về xuất khẩu gạo nước ta mỗi năm đóng góp từ 13 - 17% lượng gạo xuất khẩu trên thế giới [22]. Nhờ áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật và có những chính sách khuyến khích của nhà nước, nên ngành sản xuất lúa Việt Nam đã có nhiều bước tiến về năng suất và chất lượng. Bảng 1.3. Tình hình sản xuất lúa Việt Nam 2000 - 2005 Năm Diện tích Năng suất Sản lượng 10