nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của một số giống lúa cạn có triển vọng tại thái nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM






VŨ THỊ THANH HÒA




“NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG, PHÁT
TRIỂN NĂNG SUẤTVÀ CÁC YẾU TỐ CẤU THÀNH
NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN CÓ
TRIỂN VỘNG TẠI THÁI NGUYÊN”






LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

THÁI NGUYÊN , 2011



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM






VŨ THỊ THANH HÒA




“NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG, PHÁT
TRIỂN NĂNG SUẤTVÀ CÁC YẾU TỐ CẤU THÀNH
NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN CÓ
TRIỂN VỘNG TẠI THÁI NGUYÊN”

Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT
Mã số : 60.62.01



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP



Hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Hữu Hồng


THÁI NGUYÊN , 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

LỜI CAM ĐOAN


Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn
này là hoàn toàn trung thực và chƣa hề sử dụng cho bảo vệ một học vị nào.
Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đều đã đƣợc cảm ơn. Các thông
tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đều đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc.

TÁC GIẢ


Vũ Thị Thanh Hoà
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

LỜI CẢM ƠN


Trong quá trình học tập và nghiên cứu luận văn tốt nghiệp cao học
tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, tôi đã nhận được sự giúp đỡ,
tạo điều kiện của Nhà trường, Khoa sau đai học, các thầy cô giáo, gia đình
và bạn bè để hoàn thành luận văn của mình. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng
biết ơn tới:
- PGS.TS. Nguyễn Hữu Hồng – Trưởng phòng đào tạo Trường Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên.
- Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Sau đại học Trường đại học
Nông Lâm Thái Nguyên.
- Các thầy giáo, cô giáo giảng dạy chuyên ngành trong khoá học.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn tới tất cả các Thầy Cô giáo, gia đình,
bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và
thực hiện để tài.
Xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011
Tác giả
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BRRI : Bangladesh Rice Research Institute
CIAT : Central International Agriculture Tropical
IITA : International Institute of Tropical Agriculture
IRRI : International Rice Research Institute
LAI : Leaf Area Index
NSLT : Năng suất lý thuyết

NSTT : Năng suất thực thu
WARDA : West Africa Rice Development Association

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt
Danh mục bảng biểu
Danh mục đồ thị, hình
MỞ ĐẦU 1
1. Đặt vấn đề 1
2. Mục đích của đề tài 2
3. Yêu cầu 2
PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 3
1.2. Một số khái niệm về lúa cạn 4
1.3. Nguồn gốc lúa cạn 5
1.4. Phân loại, đặc điểm và yêu cầu về ngoại cảnh của lúa cạn 7
1.4.1. Phân loại lúa cạn 7
1.4.2. Yêu cầu về ngoại cảnh của lúa cạn 8
1.4.2.1. Yêu cầu về nƣớc 9
1.4.2.2. Yêu cầu về đất 10
1.4.2.3. Yêu cầu về các yếu tố khác 10
1.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới và Việt Nam 10
1.5.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới 10
1.5.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa ở Việt Nam 13
1.6. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa cạn trên thế giới và Việt Nam 15

1.6.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa cạn trên thế giới 15
1.6.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa cạn ở Việt Nam 27
1.6.2.1. Những hạn chế trong việc trồng lúa cạn 31
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

1.6.2.2. Những kết quả nghiên cứu về chọn lọc giống lúa cạn 32
PHẦN II: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 36
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 36
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu 36
2.2.2. Thời gian nghiên cứu 36
2.3. Nội dung nghiên cứu 36
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu 37
2.5. Chỉ tiêu và phƣơng pháp theo dõi, đánh giá 39
2.5.1. Chỉ tiêu về sinh trƣởng, phát triển 39
2.5.2. Các đặc tính nông học 40
2.5.3. Khả năng chống chịu 43
2.5.3.1. Tính chịu hạn và khả năng phục hồi sau hạn 43
2.5.3.2. Khả năng chống chịu sâu bệnh 45
2.5.4. Chỉ tiêu về đặc điểm sinh lý 46
2.5.4.1. Chỉ số diện tích lá 46
2.5.4.2. Khả năng tích lũy vật chất khô 47
2.5.5. Chỉ tiêu về năng suất 47
2.5.6. Chỉ tiêu về chất lƣợng hạt gạo 47
2.6. Phƣơng pháp xử lý số liệu 48
PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49
3.1. Diễn biến thời tiết khí hậu vụ mùa năm 2010 và vụ xuân 2011 49
3.2. Thí nghiệm 1: Đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển, năng suất và
các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm trong điều kiện
canh tác phụ thuộc nƣớc trời vụ Mùa 2010. 52

3.2.1. Thời gian sinh trƣởng của các giống lúa thí nghiệm trong vụ Mùa 2010 52
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

3.2.2. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm trong vụ Mùa
2010 54
3.2.3. Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa trong vụ Mùa 2010 58
3.2.4. Khả năng chống chịu của các giống lúa thí nghiệm trong vụ Mùa 2010 60
3.2.4.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm 60
3.2.4.2. Khả năng chịu hạn và phục hồi sau hạn của các giống lúa thí nghiệm 62
3.2.5. Chỉ tiêu sinh lý của các giống lúa thí nghiệm trong vụ Mùa 2010 62
3.2.5.1. Chỉ số diện tích lá của các giống lúa thí nghiệm 62
3.2.5.2. Khả năng tích luỹ vật chất khô của các giống lúa thí nghiệm 64
3.2.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí
nghiệm trong vụ Mùa 2010 65
3.3. Thí nghiệm 2: Đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển, năng suất và
các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm trong điều kiện
canh tác phụ thuộc nƣớc trời vụ Xuân 2011 68
3.3.1 Thời gian sinh trƣởng của các giống lúa thí nghiệm trong vụ Xuân 2011 68
3.3.2. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa trong vụ Xuân 2011 69
3.3.3. Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa trong vụ Xuân 2011 71
3.3.4. Khả năng chống chịu của các giống lúa thí nghiệm trong vụ Xuân 2011 72
3.3.4.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm 72
3.3.4.2. Khả năng chịu hạn và phục hồi sau hạn của các giống lúa thí nghiệm 74
3.3.5. Chỉ tiêu về đặc điểm sinh lý của các giống lúa thí nghiệm trong vụ
Xuân 2011 75
3.3.5.1. Chỉ số diện tích lá của các giống lúa thí nghiệm 75
3.3.5.2. Khả năng tích luỹ vật chất khô của các giống lúa thí nghiệm 76
3.3.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí
nghiệm trong vụ Xuân 2011 77
3.4. Chất lƣợng hạt gạo của các giống lúa tham gia thí nghiệm 79

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

3.5. So sánh ảnh hƣởng của thời vụ đến năng suất của các giống lúa thí
nghiệm trong vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011 80
PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 82
4.1. Kết luận 82
4.2. Đề nghị 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC





Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 1.1: Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong những thập kỷ gần đây 11
Bảng 1.2: Tình hình sản xuất lúa của 10 nƣớc đứng đầu trên thế giới năm 2009 12
Bảng 1.3: Tình hình sản xuất lúa gạo của Việt Nam 14
Bảng 3.1: Điều kiện thời tiết khí hậu vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011 50
Bảng 3.2: Thời gian sinh trƣởng của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 53
Bảng 3.3: Đặc tính nông học của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 55
Bảng 3.4: Các đặc điểm hình thái của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 57
Bảng 3.5: Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 59
Bảng 3.6: Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm vụ
Mùa 2010 61
Bảng 3.7: Chỉ số diện tích lá của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 63

Bảng 3.8: Khả năng tích luỹ vật chất khô của các giống lúa thí nghiệm vụ
Mùa 2010 64
Bảng 3.9: Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm vụ
Mùa 2010 65
Bảng 3.10: Năng suất lý thuyết, năng suất thực thu, xếp hạng và đánh giá của các
giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 66
Bảng 3.11: Thời gian sinh trƣởng của các giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2011 68
Bảng 3.12: Đặc tính nông học của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 69
Bảng 3.13: Các đặc điểm hình thái của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 70
Bảng 3.14: Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 71
Bảng 3.15: Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm vụ
Mùa 2010 73
Bảng 3.16: Khả năng chịu hạn và phục hồi sau hạn của các giống lúa thí nghiệm
vụ Mùa 2010 74
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Bảng 3.17: Chỉ số diện tích lá của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 75
Bảng 3.18: Khả năng tích luỹ vật chất khô của các giống lúa thí nghiệm vụ
Mùa 2010 76
Bảng 3.19: Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm vụ
Mùa 2010 77
Bảng 3.20: Năng suất lý thuyết, năng suất thực thu, xếp hạng và đánh giá của
các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 78
Bảng 3.21: Một số chỉ tiêu chất lƣợng hạt gạo 80
Bảng 3.22: Năng suất thực thu, năng suất lý thuyết của các giống lúa thí nghiệm
trong vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011 80


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH


Trang
Hình 3.1: Diễn biến lƣợng mƣa và nhiệt độ vụ Mùa 2010 tại Thái Nguyên 51
Hình 3.2: Diễn biến lƣợng mƣa và nhiệt độ vụ Xuân 2011 tại Thái Nguyên . 52
Hình 3.3: Năng suất của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 67
Hình 3.4: Năng suất của các giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2011 79
Hình 3.5: Năng suất của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 và vụ
Xuân 2011 81


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Lúa (Oryza sativa L.) là cây lƣơng thực chính của hơn một nửa dân số
thế giới, đƣợc trồng tập trung tại các nƣớc châu Á, châu Phi và châu Mỹ La
Tinh. Lúa gạo có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lƣơng thực và
ổn định xã hội. Theo dự báo của FAO (Food and Agricuture Organization),
thế giới đang có nguy cơ thiếu hụt lƣơng thực do dân số tăng nhanh (khoảng
bảy tỷ ngƣời năm 2011), sức mua lƣơng thực, thực phẩm tại nhiều nƣớc tăng,
biến đổi khí hậu toàn cầu gây hiểm họa khô hạn, bão lụt, quá trình đô thị hoá
làm giảm đất lúa, nhiều nƣớc phải dành một phần đáng kể các nguồn tài
nguyên đất, nƣớc để trồng cây nhiên liệu sinh học vì sự khan hiếm nguồn
nhiên liệu rất cần thiết cho nhu cầu đời sống của con ngƣời và công nghiệp
phát triển.
Trong những năm gần đây, nguồn nƣớc cung cấp cho canh tác lúa đang
ngày càng khan hiếm, đặc biệt là ở Châu Á, nơi mà cây lúa đƣợc trồng trên

khoảng 30% diện tích chủ động nƣớc và tiêu thụ 50% lƣợng nƣớc tƣới cho
cây trồng. Bên cạnh đó trên đồng ruộng nhu cầu về nƣớc cho cây lúa cao gấp
2 đến 3 lần so với các cây trồng khác.
Việt Nam là một nƣớc đang phát triển, sản xuất nông nghiệp còn chiếm
một tỷ trọng lớn trong nền kinh tế quốc dân. Đất đồi núi chiếm ba phần tƣ diện
tích lãnh thổ, ở những vùng đồi núi đất nông nghiệp chủ yếu là đất dốc, kém
màu mỡ và chƣa có hệ thống tƣới tiêu chủ động, canh tác lúa và cây lƣơng thực
khác chủ yếu nhờ nƣớc trời. Do vậy cây trồng ở những vùng này cho năng suất
thấp và bấp bênh. Hiện trạng cân đối lƣơng thực trong cả nƣớc và nhất là giữa
miền xuôi và miền núi, đảm bảo ổn định lƣơng thực cho vùng sâu, vùng xa,
vùng trồng cây công nghiệp vẫn là vấn đề lớn chƣa đƣợc giải quyết triệt để nhằm
giúp cho sự ổn định về kinh tế và công tác định canh định cƣ ở các vùng này.
Tính chống chịu hạn là một đặc tính quan trọng nhất đối với cây lúa
trồng cạn. Trong thực tế sản xuất nhiều nhà khoa học đã khẳng định hạn là
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

yếu tố số một ảnh hƣởng đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất của cây lúa.
Trong điều kiện khô hạn không có nƣớc thì năng suất thƣờng thấp mặc dù có đầu
tƣ tốt về phân bón. Vì vậy việc nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, phát triển, năng
suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa cạn là mục tiêu quan
trọng trong việc phát triển hệ thống lúa cạn.
Việc canh tác lúa cạn ở nƣớc ta ngoài việc nhằm khai thác tốt nhất tiềm
năng lao động, đất đai thì cần đƣa vào sản xuất các giống lúa cạn có triển
vọng về năng suất cao và ổn định, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, phù hợp
với điều kiện tự nhiên thay thế dần các giống lúa cạn địa phƣơng có năng suất
thấp, góp phần nâng cao khả năng sản xuất của đất, tiến tới ổn định tập quán
canh tác của đồng bào vùng cao, tránh tình trạng du canh du cƣ, đốt phá rừng
làm nƣơng, canh tác một vụ rồi bỏ hóa.
Xuất phát từ những vấn đề trên, để góp phần phát triển canh tác lúa cạn
ở Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu lƣơng thực tại chỗ, nhất là ở vùng cao và

sử dụng tiết kiệm nƣớc…tạo điều kiện cho cây lúa phát triển tốt, đạt năng suất
cao và ổn định, chúng tôi tiến hành đề tài:
“Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và các yếu tố cấu
thành năng suất của một số giống lúa cạn có triển vọng tại Thái Nguyên”
2. Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu, đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển, năng suất và
các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm trong điều kiện
thí nghiệm vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011.
- Chọn ra giống lúa cạn có triển vọng trong điều kiện vụ Mùa 2010 và vụ
Xuân 2011.
3. Yêu cầu của đề tài
- Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, phát triển, năng suất và các yếu tố
cấu thành năng suất của các giống lúa cạn có triển vọng trong điều kiện thí
nghiệm vụ Mùa 2010 và Xuân 2011 tại Thái Nguyên.
- Chọn lọc đƣợc 1 – 2 giống lúa cạn để giới thiệu cho sản xuất và nghiên
cứu tiếp theo.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

CHƢƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU


1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Nƣớc chắc chắn là một trong những nguồn tài nguyên quý giá nhất và
giống nhƣ tất cả các sinh vật sống khác lúa cũng rất cần nƣớc để hoàn thành
chu kỳ sống của mình. Lúa không chỉ cần nƣớc cho sinh trƣởng và phát triển
của nó mà nó còn có thể tạo ra năng suất cao, sản lƣợng tốt. Khô hạn đƣợc coi
là một hạn chế lớn đối với sản xuất lúa ở các vùng đất cao, bao gồm gần 30%
tổng diện tích lúa của thế giới, đe dọa đời sống của nhiều nông dân nghèo
cùng với gia đình của họ.

Hạn hán ƣớc tính thƣờng xuyên ảnh hƣởng đến 19 - 23 triệu ha đất lúa.
Hạn hán nghiêm trọng và thƣờng xuyên ảnh hƣởng đến các vùng đất ở miền
Nam và Đông Nam Á. Điều kiện thời tiết khu vực, địa hình và đặc điểm đất
đai cũng gây ra nguy cơ hạn hán trong và ngoài các khu vực này.
Vấn đề cải tiến giống và kỹ thuật canh tác đã và đang đƣợc đặt ra, việc sử
dụng giống lúa có khả năng thích nghi và chống chịu cao là một biện pháp tiết
kiệm chi phí hữu hiệu nhất. Chính vì vậy, để nâng cao và ổn định sản lƣợng lúa
trong điều kiện phụ thuộc nƣớc trời, nhằm làm giảm thiệt hại do hạn hán gây ra
thì việc xác định, chọn tạo ra các giống lúa cải tiến có khả năng chống chịu và
cho năng suất ổn định đã trở thành một trong những vấn đề cấp thiết hiện nay.
Mặt khác, tạo ra những giống lúa mang gen chịu hạn cũng là việc làm cần thiết
cho cả những vùng trồng lúa không có đủ điều kiện thủy lợi bởi vì tình trạng
thiếu nƣớc có thể xảy ra ở hầu hết các vùng trồng lúa, theo thống kê có tới 90%
diện tích trồng lúa trên thế giới chịu ảnh hƣởng của khô hạn trong vài giai đoạn
sinh trƣởng.
Ở những vùng nhiệt đới gió mùa dân số tăng nhanh đòi hỏi phải tăng
nguồn cung cấp lƣơng thực. Trong số những cây lƣơng thực thì cây lúa là cây
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

lƣơng thực cổ truyền chính và có khả năng thích ứng rộng với điều kiện sinh
thái của nhiều vùng. Trong sự phát triển đó, việc mở rộng sản xuất lúa cần tìm
ra đƣợc những giống lúa có khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất
thuận ở những vùng khó khăn là một việc làm cấp thiết.
Ở nƣớc ta hình thức trồng lúa cạn đã tồn tại từ lâu đời và cung cấp một
lƣợng lớn lƣơng thực cho nhân dân đồng bào vùng cao. Tuy nhiên cho đến
nay năng suất lúa cạn vẫn còn là một vấn đề lớn đối với các nhà khoa học,
năng suất lúa cạn rất thấp trung bình chỉ đạt 1-2 tấn/ha. Nguyên nhân chủ yếu
ảnh hƣởng đến năng suất là giống, độ phì đất, hạn hán và kỹ thuật canh tác
trong đó yếu tố giống đóng vai trò số một. Qua các công trình nghiên cứu,
nhiều tác giả trên thế giới và Việt Nam đều cho rằng lúa cạn có nguồn gốc từ

lúa nƣớc, những giống lúa cạn có khả năng trồng ở đất cạn vẫn sinh trƣởng
bình thƣờng trên ruộng nƣớc. Đây là đặc tính nông học đặc biệt của lúa khác
với các cây trồng cạn khác. Nếu đƣợc thỏa mãn nhu cầu dinh dƣỡng về nƣớc
và phân bón thì lúa cạn vẫn cho năng suất cao.
Hiện nay diện tích đất một vụ lúa phụ thuộc hoàn toàn vào nƣớc trời ở
nƣớc ta còn rất lớn đòi hỏi cần có bộ giống thích hợp để thâm canh tăng vụ.
Và để đạt đƣợc năng suất cao trên các ruộng chủ động nƣớc đã có nhiều giống
lúa đƣợc chọn tạo ra và có khả năng thích ứng rộng. Tuy nhiên những giống
có thể đạt đƣợc năng suất cao trong điều kiện thuận lợi nhƣng vẫn duy trì tốt
năng suất trong điều kiện khô thì vẫn còn rất ít. Do đó việc nghiên cứu khả
năng sinh trƣởng, phát triển, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của
các giống lúa cạn có triển vọng theo hƣớng này là rất cần thiết.
1.2. Một số khái niệm về lúa cạn
Trên thế giới có nhiều cách định nghĩa về lúa cạn. Theo định nghĩa ở hội
thảo nghiên cứu lúa cạn tại Bonake – Bờ Biển Ngà (1982) [35] thì “Lúa cạn là lúa
đƣợc trồng trên đất thoát nƣớc, không có sự tích trữ nƣớc trên bề mặt, không đƣợc
cung cấp nƣớc, không đắp bờ và chỉ đƣợc tƣới nhờ nƣớc mƣa tự nhiên”.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Theo Garity.D.P (1984) [36] lúa cạn là lúa trồng trong mùa mƣa
trên đất cao, đất thoát nƣớc tự nhiên, trên những chân ruộng đƣợc đắp bờ
hoặc không có bờ và không có lƣợng nƣớc dự trữ thƣờng xuyên trên bề
mặt. Lúa cạn đƣợc hình thành từ lúa nƣớc, nhờ quá trình thích ứng với
những vùng trồng lúa thƣờng gặp hạn mà xuất hiện các biến dị chịu hạn
ngày càng cao. Vì vậy giống lúa cạn có khả năng sinh trƣởng bình thƣờng
khi ở ruộng nƣớc.
Huke G.P (1982) [42] dùng thuật ngữ “Lúa khô” (dryland rice) thay cho
lúa cạn (upland rice) và định nghĩa: “Lúa cạn đƣợc trồng trong những thửa
ruộng đƣợc chuẩn bị đất và gieo hạt dƣới điều kiện khô, cây lúa sống phụ
thuộc hoàn toàn vào nƣớc trời”

Theo Nguyễn Gia Quốc (1994) [16] lại chia lúa cạn làm 2 dạng:
- Lúa cạn thực sự hay còn gọi là lúa nƣơng (rẫy) là loại lúa trồng trên
dốc của đồi núi, không có bờ ngăn nƣớc, luôn không có nƣớc ở chân, cây lúa
sống nhờ nƣớc trời.
- Lúa cạn không hoàn toàn hay còn đƣợc gọi là lúa nƣớc trời là loại lúa
đƣợc trồng ở triền thấp không có hệ thống tƣới tiêu chủ động, cây sống hoàn
toàn bằng lƣợng nƣớc mƣa tại chỗ, có thể có nƣớc dự trữ trên bề mặt ruộng và
cung cấp nƣớc cho cây lúa vào một thời điểm nào đó.
Theo Arraudeau M.A., Xuan V.T (1995) [26] thì ở Việt Nam từ
“upland rice” có nghĩa là lúa rẫy ở Miền Nam, lúa cạn ở Trung Bộ và lúa
nƣơng ở Miền Bắc.
1.3 Nguồn gốc lúa cạn
Lúa cạn là một loại lúa trong hệ thống cây lúa ở Việt Nam. Các nghiên
cứu, kết luận của các tác giả trên thế giới và Việt Nam (Erƣghin, Sasato, Đinh
Dĩnh…) [13] đều cho rằng lúa cạn là do lúa nƣớc biến thành. Trong quá trình
sống của mình cây lúa đã chuyển từ sinh sống dƣới nƣớc lên cạn do yêu cầu
của con ngƣời. Tuy là cây trồng thích ứng rộng và có tiềm năng năng suất
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

cao, nhƣng ở mỗi vùng sinh thái khác nhau thì năng suất cũng khác biệt do
khả năng cung cấp nƣớc, dinh dƣỡng… khác nhau.
Lúa nói chung và lúa cạn nói riêng là một trong những cây trồng cổ xƣa
nhất của loài ngƣời. Có rất nhiều ý kiến khác nhau về sự xuất hiện của lúa trồng.
Nhiều ý kiến thống nhất cho rằng lúa trồng xuất hiện ở Châu Á cách đây 8000
năm (Lu.B.R và cộng sự, 1996) [47]. Tổ tiên trực tiếp của lúa trồng Châu Á
(Oryza sativa L.) vẫn còn chƣa có những kết luận chính xác. Một số tác giả nhƣ
Sampath và Rao (1951) [54], Sampath và Govidaswami (1958) [55], Oka (1974)
[52] cho rằng O.sativa đƣợc tiến hoá từ lúa dại lâu năm O.rufipogon, còn các tác
giả khác nhƣ Chatterjee (1951) [32], Chang T.T (1976) [30] lại cho rằng
O.sativa đƣợc tiến hoá từ lúa dại O.nivara. Các nhà khoa học Nhật Bản nhƣ Oka

(1988) [51], Morishima và cộng sự (1992) [49] cho rằng kiểu trung gian giữa
O.rufipogon và O.nivara giống với tổ tiên lúa trồng O.sativa hơn chính các loài
lúa dại nhiều năm (O.rufipogon) hoặc hàng năm (O.nivara).
Lúa trồng Châu Á O.sativa có nguồn gốc xuất sứ từ Trung Quốc
(Decadolle A., 1985; Roscheviez. Ru., 1931) và Ấn Độ (Sampath và Rao,
1951) [54]. Theo công bố của Chang T.T (1976) [30] thì O.sativa xuất hiện
đầu tiên trên một vùng rộng lớn từ lƣu vực sông Ganges dƣới chân núi
Himalaya qua Myanmar, Bắc Thái Lan, Lào đến Việt Nam và Nam Trung
Quốc. Ông còn cho rằng lúa Indica phát sinh từ vùng Nepal, Myanmar, Vân
Nam (Trung Quốc) đến khu vực sông Hoàng Hà và từ Việt Nam phát tán dần
tận lên lƣu vực sông Dƣơng Tử, từ đó phát sinh những biến dị thích ứng và
hình thành các chủng chịu lạnh Japonica (hoặc O.Sinica).
Từ Trung Quốc Japonica đƣợc hình thành rồi lan dần qua Triều Tiên
sang Nhật Bản. Lúa Indica phát tán xuống phía Nam tới Malaysia và lên phía
Bắc tới miền trung Trung Quốc. Loại hình hạt dài, rộng và dày thuộc kiểu
Javanica (Bulu hoặc Gundil) đƣợc hình thành ở Indonesia là sản phẩm của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

quá trình chọn lọc tự nhiên từ Indica. Kiểu Javanica từ đây chuyển qua
Philippin, Đài Loan đến Ryukyus của Nhật Bản.
Nghiên cứu của nhiều tác giả [14] cho thấy lúa cạn có nguồn gốc từ lúa
nƣớc, giữa lúa nƣớc và lúa cạn vẫn mang những vết tích giống nhau, giải
phẫu thân, bẹ lá của cây lúa cạn thấy có nhiều tổ chức không khí (giống ở lúa
nƣớc) nhƣng không phát triển. Những giống lúa cạn trồng ở đất cạn vẫn sinh
trƣởng bình thƣờng trên ruộng có nƣớc, đây là đặc tính nông học đặc biệt của
cây lúa cạn, khác với các cây trồng khác giúp lúa cạn đƣợc phân bố rộng hơn.
Qua nhiều nghiên cứu về lúa cạn cho thấy lúa cạn đƣợc hình thành từ lúa
Indica, phát triển theo hƣớng chín sớm, có khả năng chống chịu tốt với hạn,
nhất là hạn cuối mùa vụ, chống chịu sâu bệnh và chịu đất nghèo dinh dƣỡng
thích nghi cao với điều kiện sinh thái khó khăn. Đây là nguồn gen quý trong

nông nghiệp nhằm lai tạo và chọn lọc giống lúa.
1.4. Phân loại và yêu cầu về ngoại cảnh của lúa cạn
1.4.1. Phân loại lúa cạn
Theo Nguyễn Thị Lẫm (1999) [13] lúa cạn ngày nay bao gồm hai nhóm:
- Nhóm giống lúa cạn cổ truyền: bao gồm những giống lúa địa
phƣơng, thích nghi cao và tồn tại lâu đời ở những vùng lúa cạn nhƣ các
giống lúa: Mố, Mộ, Lốc…thƣờng có tiềm năng năng suất thấp, nhƣng có
tính chống chịu cao. Những giống này đƣợc nông dân Tây Bắc, Việt Bắc,
Tây Nguyên canh tác lâu đời trên nƣơng rẫy theo dạng định canh. Với tập
quán lâu đời trên nƣơng rẫy có độ dốc lớn, lợi dụng độ phì tự nhiên để
quảng canh, nông dân canh tác lúa cạn gieo trồng một vài vụ trên cùng một
mảnh đất. Khi độ phì tự nhiên đã cạn kiệt dẫn theo năng suất lúa thấp và
giảm nhanh qua hàng năm. Tuỳ nhu cầu lƣơng thực của ngƣời dân và gia
súc nhiều hay ít mà ngƣời ta chặt phá rừng làm nƣơng rẫy rộng hay hẹp.
Đất càng nghèo dinh dƣỡng thì diện tích chặt phá rừng càng rộng… Cứ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

nhƣ thế du canh kéo theo du cƣ. Mất rừng, mất nguồn nƣớc, khí hậu khu
vực thay đổi, hạn hán lũ lụt xảy ra ảnh hƣởng đến năng suất, điều kiện sống
của con ngƣời càng trở nên khó khăn hơn.
- Nhóm giống lúa không chủ động nƣớc hoặc sống nhờ nƣớc trời:
loại này đƣợc phân bố trên những nƣơng bằng, chân đồi, soi bãi có độ dốc
nhỏ hơn 5
o
, có đắp bờ, không có bờ hoặc trên chân ruộng bậc thang đã
đƣợc gia cố bờ chắc chắn để giúp lúa sống nhờ nƣớc mƣa, nhƣng cũng dễ
bị mất nƣớc sau khi mƣa một thời gian ngắn. Ở đây đã có những khu đất
rộng từ vài nghìn m
2
đến vài nghìn ha, đƣợc các dân tộc đầu tƣ sản xuất, có

áp dụng những biện pháp kỹ thuật sản xuất lúa tiên tiến, tạo nên những
cánh đồng lúa rộng. Những giống lúa gieo trồng trên những chân ruộng này
là những giống lúa cạn mới lai tạo, mang những đặc điểm quý của lúa nƣớc
và lúa cạn, có khả năng chống chịu hạn trong những giai đoạn sinh trƣởng
nhất định, hiệu suất sử dụng nƣớc và tiềm năng năng suất cao. Trong điều
kiện thời tiết khác nhau, mức độ năng suất biến động ít. Đó là các giống
lúa thuộc nhóm: CH, LC, IRAT…
Lúa cạn năng suất thƣờng không cao do hai nguyên nhân: giống
xấu và đất nghèo dinh dƣỡng, đƣợc canh tác ở những vùng dân trí còn
thấp, những vùng thiếu điều kiện thâm canh. Ngoài ra lúa cạn cũng có
thể trồng đƣợc ở những chân ruộng có nƣớc với những giống mới lai tạo.
Ở trên những chân ruộng không chủ động nƣớc, phụ thuộc vào thiên
nhiên, loại lúa này nếu gặp điều kiện thuận lợi sẽ cho năng suất cao, nếu
gặp hạn vẫn cho năng suất khá.
1.4.2. Yêu cầu về ngoại cảnh của lúa cạn
Yêu cầu về khí hậu và đất đai về cơ bản của lúa cạn giống nhƣ lúa nƣớc.
Nhƣng do sống lâu đời, qua nhiều thế hệ ở nơi có điều kiện khác đã hình
thành nên lúa cạn có những điểm khác biệt [13].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

1.4.2.1. Yêu cầu về nƣớc
Lúa cạn (trừ lúa nƣơng) nhằm giải quyết lƣơng thực tại chỗ mà không
xâm phạm đến quỹ rừng, không làm ảnh hƣởng đến môi trƣờng sinh thái nên
rất cần phát huy. Bên cạnh đó lúa cạn vẫn cần nƣớc để:
- Tổng hợp các chất hữu cơ.
- Để giữ cây ở trạng thái tối ƣu cho sự sống.
- Để vận chuyển, thoát hơi nƣớc, tạo lực kéo cho hút dinh dƣỡng của bộ rễ.
- Là môi trƣờng để hoà tan dinh dƣỡng.
Nƣớc rất cần thiết cho cơ thể cây lúa. Lúa cạn cũng cần nƣớc nhƣ lúa
nƣớc, nhƣng nó vẫn sống đƣợc trong điều kiện thiếu nƣớc vì nhờ vào tốc độ

hút nƣớc tích cực hơn lúa nƣớc. Hiệu suất sử dụng nƣớc của lúa cạn cao,
trong điều kiện hạn lúa cạn chỉ sử dụng 70-80% so với lúa nƣớc. Lúa cạn có
cấu tạo rễ khác biệt với lúa nƣớc, độ dày vỏ rễ lớn hơn rễ lúa nƣớc.
Do chiều dày vỏ rễ lớn hơn lúa nƣớc nên đã giúp cho bộ rễ lúa cạn phát
triển tốt trong điều kiện đất khô hạn.
Trong quá trình sinh sống có một số bị loại thải về sinh thái, một số
cá thể thích nghi đƣợc với môt trƣờng mới là thiếu nƣớc, nhƣng tổ tiên xa
xƣa của lúa cạn là lúa dại mọc ở những vùng trũng ngập nƣớc, thƣờng
xuyên ẩm ƣớt. Vì vậy lúa cạn cũng yêu cầu lƣợng nƣớc nhất định. Để đáp
ứng nhu cầu này, ở những vùng không chủ động nƣớc ngƣời ta thƣờng
gieo lúa cạn trong những tháng có mƣa và ngƣời ta gọi là lúa cạn là lúa
“sống nhờ nƣớc trời”.
Với những giống lúa cạn mới lai tạo, có trong mình hai nguồn gen:
chống chịu thiếu nƣớc và năng suất cao, muốn thu hoạch năng suất cao cần
phải tƣới nhƣng hiệu quả của việc tƣới nƣớc cao hơn đặc biệt là vào lúc làm
đòng. Theo Nguyễn Tuấn Anh – viện trƣởng Viện nghiên cứu Thuỷ nông Bắc
Trung Bộ, lúa cạn chỉ sử dụng 70-80% nƣớc so với lúa nƣớc.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

1.4.2.2. Yêu cầu về đất
- Chọn những giống lúa giữ đƣợc hoặc nâng cao tính chống chịu với
các yếu tố bất lợi của đất nhƣ thiếu lân, nhiễm độc tố nhôm và mangan
trong đất chua mặn và thiếu kẽm, thiếu sắt trong đất kiềm. Những giống
lúa đó thƣờng không có tiềm năng năng suất cao vì đẻ ít, ít hạt, hạt nhỏ…
- Lúa cạn có khả năng cấy đƣợc ở đất nghèo dinh dƣỡng, thiếu lân
và nhiễm độc tố nhôm, kẽm, sắt hơn lúa nƣớc.
- Khi gieo trồng trên đất giàu dinh dƣỡng, đủ nƣớc thì những giống
lúa cạn cổ truyền không cho năng suất cao vì chính tiềm năng của giống
bị hạn chế.
Tóm lại lúa cạn có thể gieo trồng đƣợc trên nhiều chân đất khác

nhau, không đòi hỏi khắt khe về đất.
1.4.2.3. Yêu cầu về các yếu tố khác
- Nhiệt độ: Từ 17 – 35
o
C; thích hợp là 25 – 28
o
C.
- Ánh sáng: Phản ứng nhẹ với ánh sáng ngày ngắn. Chính vì yêu cầu
về nhiệt độ và ánh sáng nên ít thấy lúa cạn gieo trồng trong vụ Xuân.
- Dinh dƣỡng: Không yêu cầu nhiều. Có thể trồng xen lúa cạn với
cây công nghiệp dài ngày, cây lâm nghiệp ở giai đoạn đầu. Có thể gieo
trồng và thu hoạch vụ lúa cạn trƣớc khi cây trồng chính khép tán. Lúa
cạn sinh sống trong điều kiện khó khăn vể đất đai, địa hình khí hậu nên
năng suất lúa còn thấp.
1.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới và Việt Nam
1.5.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới
Lúa là một trong ba cây lƣơng thực hàng đầu trên thế giới và đƣợc con
ngƣời sử dụng nhiều nhất. Với khả năng thích ứng rộng nên lúa đƣợc trồng ở
khắp các châu lục trên thế giới. Diện tích trồng lúa trên thế giới năm 2009 là
161,421 triệu ha.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Bảng 1.1: Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong những thập kỷ gần đây

Năm
Diện tích
(Triệu ha)
Năng suất
(Tạ/ha)
Sản lƣợng

(Triệu tấn)
1961
115,365
18,69
215,647
1970
132,873
23,81
316,346
1980
144,412
27,48
396,871
1990
146,961
35,29
518,556
2000
154,056
38,91
599,355
2001
152,043
39,35
598,316
2002
147,953
38,49
569,451
2003

148,532
39,36
584,630
2004
150,549
40,37
607,795
2005
155,026
40,92
634,390
2006
155,741
41,16
641,095
2007
155,953
42,12
656,807
2008
159,251
43,07
685,875
2009
161,421
42,04
678,682
(Nguồn: FAO STAT năm 2011 [59])
Qua bảng trên ta thấy từ năm 1961 đến năm 2000 diện tích trồng lúa
trên thế giới tăng từ 115,365 triệu ha lên 154,056 triệu ha (năm 2000) nhƣng

sau đó diện tích lúa lại giảm dần và thấp nhất xuống tới 147,953 triệu ha năm
2002 và tăng dần đến nay duy trì ở mức khoảng 161,421 triệu ha (năm 2009).
Bên cạnh những đổi mới về giống và các biện pháp kỹ thuật nhƣ bón
phân cung cấp nƣớc và dinh dƣỡng cho lúa đã làm tăng năng suất lúa từ năm
1961 đến năm 2009 là 2,3 lần, đồng thời sản lƣợng lúa cũng tăng lên gấp 3,2
lần so với năm 1961 (Bảng 1.1).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Bảng 1.2: Tình hình sản xuất lúa của 10 nƣớc đứng đầu trên thế giới
năm 2009
Tên nƣớc
Diện tích
(Triệu ha)
Năng suất
(Tạ/ha)
Sản lƣợng
(Triệu tấn)
Ấn Độ
44,10
29,77
131,27
Trung Quốc
29,93
65,90
197,26
Indonesia
12,88
49,99
64,70
Bangladesh

11,50
39,20
45,08
Thái Lan
10,96
28,70
31,46
Việt Nam
7,44
52,28
38,90
Philippines
4,53
35,89
16,27
Brazil
2,89
43,65
12,60
Pakistan
2,88
35,81
10,32
Nhật Bản
1,62
65,22
10,59
Thế giới
161,42
42,04

678,68
(Nguồn: FAO STAT năm 2011[59])
Sản lƣợng lúa trên thế giới năm 2009 là 678,68 triệu tấn, có 114 quốc
gia trồng lúa trong đó sản xuất lúa gạo trên thế giới chủ yếu là ở Châu Á,
chiếm khoảng 90% so với tổng sản lƣợng lúa gạo trên thế giới dẫn đầu là
Trung Quốc và Ấn Độ (Bảng 1.2). Mức sản xuất và phát triển chung về lúa
gạo của thế giới vẫn tăng theo mức tăng dân số nhờ những tiến bộ kỹ thuật
đƣa vào nông nghiệp và đồng ruộng cũng nhƣ công tác xây dựng cơ sở vật
chất kỹ thuật khai hoang tăng vụ. Trung Quốc là một trong những nƣớc có
đông dân số và cũng là nƣớc có nhiều thành tựu trong chọn lọc cải tiến giống
lúa do vậy Trung Quốc đứng đầu trên thế giới về năng suất với 65,90 tạ/ha và
sản lƣợng với 197,26 triệu tấn ngoài ra Trung Quốc còn đứng thứ hai trên thế
giới về diện tích gieo trồng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Việt Nam là một trong 10 nƣớc sản xuất lúa đứng đầu trên thế giới
với diện tích gieo trồng 7,44 triệu ha đạt năng suất 52,28 tạ/ha và sản
lƣợng 38,90 triệu tấn.
Với sự gia tăng dân số quá nhanh đòi hỏi nguồn lƣơng thực trên thế giới
cần phải đƣợc đặc biệt trú trọng, mở rộng và sản xuất tập trung để đáp ứng
nhu cầu lƣơng thực của thế giới hiện nay.
1.5.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa ở Việt Nam
Trải qua hơn 4000 năm lịch sử, cây lúa gắn liền với sự phát triển của
dân tộc. Ở nƣớc ta cây lúa phát triển tốt ở những vùng nhiệt đới ẩm điển hình,
vùng nhiệt đới ẩm không điển hình và cả vùng nhiệt đới núi cao nếu điều kiện
đất và nƣớc cho phép.
Qua quá trình phát triển nông dân Việt Nam đã có nhiều thành tựu trong
việc sản xuất lúa gạo nhƣ:
- Xây dựng và phát triển các cánh đồng lúa nƣớc khắp nơi trên nền tảng
cải tạo đất đai và phát triển công trình thuỷ lợi, tăng diện tích tƣới tiêu. Có thể

nói nơi nào có đất bằng, có nguồn nƣớc thì phát triển cánh đồng lúa nƣớc dù ở
đồng bằng hay trung du miền núi, trong đó thành tựu lớn nhất là Đồng bằng
Sông Cửu Long.
- Chinh phục và cải tạo đất phèn ở Đồng bằng Sông Cửu Long bằng
cách kết hợp biện pháp hiện đại và kinh nghiệm dân gian: phát triển hệ thống
kênh mƣơng, dùng giống mới, bón phân đúng liều lƣợng và chủng loại gắn
với ém phèn, xạ ngầm…
- Nhập nội và lai tạo các giống lúa mới ngắn ngày, các giống thích nghi
và chống chịu trên cơ sở điều hành theo thời vụ chính và tăng vụ, tăng diện tích
Đông Xuân, Hè Thu, giảm diện tích vụ mùa bấp bênh, phát triển nhiều trà lúa
đối với lúa Đông Xuân ở miền Bắc để hạn chế sự bấp bênh do thời tiết, tạo
đƣợc cơ cấu mùa vụ phát triển không gian theo vùng lãnh thổ để tăng sản
lƣợng chung, thay đổi cơ cấu cây trồng trong đó lấy cây lúa là trung tâm.