Khảo nghiệm thích nghi cho một số giống lúa chịu hạn (Oryza Sativa) mới nhập nội tại Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
–––––––––––––––––




NGUYỄN THỊ PHƢƠNG OANH




KHẢO NGHIỆM THÍCH NGHI CHO MỘT SỐ GIỐNG LÚA
CHỊU HẠN (ORYZA SATIVA) MỚI NHẬP NỘI
TẠI THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 60.62.01.10



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP



Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. TS. Hoàng Thị Bích Thảo
2. TS. Đặng Quý Nhân

THÁI NGUYÊN - 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

i
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 chưa hề sử dụng cho bảo vệ một học vị nào.
Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các thông
tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đều đã được ghi rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn



Nguyễn Thị Phƣơng Oanh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này tôi đã nhận
được sự giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình của quí thầy cô Trường Đại học Nông
lâm Thái Nguyên.
Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn đến quí thầy cô Trường Đại học
Nông lâm Thái Nguyên, nhất là những thầy cô đã tận tình giảng dạy cho tôi
trong suốt thời gian học tập tại trường.
Đặc biệt tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Hoàng Thị Bích Thảo,
Tiến sĩ Đặng Quý Nhân mặc dù rất bận rộn trong công việc nhưng thầy cô đã

dành rất nhiều thời gian, tâm huyết hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trường, cùng quí thầy cô
Khoa Nông học, Phòng Quản lý đào tạo sau đại học Trường Đại học Nông
lâm Thái Nguyên đã tạo rất nhiều điều kiện để tôi được học tập và hoàn thành
tốt khóa học.
Cuối cùng tôi cũng xin gửi tấm lòng ân tình tới gia đình, bạn bè và
những người người thân yêu đã động viên, chia sẻ, giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian vừa qua.
Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt
tình và nỗ lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất
mong nhận được sự đóng góp quí báu của quí thầy cô và các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 9 năm 2012
Tác giả luận văn


Nguyễn Thị Phƣơng Oanh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii
DANH MỤC CÁC BẢNG ix
DANH MỤC CÁC HÌNH xi
MỞ ĐẦU 1
1. Đặt vấn đề 1

2. Mục đích của đề tài 2
3. Yêu cầu của đề tài 2
4. Ý nghĩa của đề tài 3
Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 4
1.2. Cơ sở lý luận nghiên cứu về lúa cạn 5
1.3. Một số khái niệm về lúa cạn 7
1.4. Nguồn gốc lúa cạn 8
1.5. Phân loại và yêu cầu về ngoại cảnh của lúa cạn 10
1.5.1. Phân loại lúa cạn 10
1.5.2. Yêu cầu về ngoại cảnh của lúa cạn 11
1.6. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới và Việt Nam 13
1.6.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới 13
1.6.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa ở Việt Nam 15
1.7. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa cạn trên thế giới và Việt Nam 18
1.7.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa cạn trên thế giới 18
1.7.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa cạn ở Việt Nam 29
1.8. Những hạn chế trong việc trồng lúa cạn 34
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv
1.9. Những kết quả nghiên cứu về chọn lọc giống lúa cạn 35
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 39
2.1. Đối tượng, địa điểm, thời gian nghiên cứu 39
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 39
2.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 39
2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 39
2.2.1. Thí nghiệm 1: Đánh giá sinh trưởng, và phát triển của các
giống lúa chịu hạn trong điều kiện ruộng nước vụ mùa 2011

tại Thái Nguyên 39
2.2.2. Thí nghiệm 2: Đánh giá sinh trưởng, và phát triển của các
giống lúa chịu hạn trong điều kiện ruộng cạn vụ mùa 2011
tại Thái Nguyên 39
2.2.3. Thí nghiệm 3: Đánh giá sinh trưởng, và phát triển của các
giống lúa chịu hạn trong điều kiện ruộng nước vụ xuân 2012
tại Thái Nguyên 39
2.2.4. Thí Nghiệm 4: Đánh giá sinh trưởng, và phát triển của các
giống lúa chịu hạn trong điều kiện ruộng cạn vụ xuân 2012
tại Thái Nguyên 39
2.3. Phương pháp nghiên cứu 40
2.3.1. Thí nghiệm 1: Đánh giá sinh trưởng, và phát triển của các
giống lúa chịu hạn trong điều kiện ruộng nước vụ mùa 2011
tại Thái Nguyên 40
2.3.2. Thí nghiệm 2: Đánh giá sinh trưởng, và phát triển của các
giống lúa chịu hạn trong điều kiện ruộng cạn vụ mùa 2011
tại Thái Nguyên 42
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

v
2.3.3. Thí nghiệm 3: Đánh giá sinh trưởng, và phát triển của các
giống lúa chịu hạn trong điều kiện ruộng nước vụ xuân 2012
tại Thái Nguyên 42
2.3.4. Thí nghiệm 4: Đánh giá sinh trưởng, và phát triển của các
giống lúa chịu hạn trong điều kiện ruộng cạn vụ xuân 2012
tại Thái Nguyên 42
2.3.5. Đánh giá khả năng chịu hạn và chống chịu sâu bệnh của các
giống lúa chịu hạn trong 2 vụ nghiên cứu 42
2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu 44
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45

3.1. Đặc điểm thời tiết khí hậu 45
3.1.1. Nhiệt độ 46
3.1.2. Lượng mưa 46
3.1.3. Số giờ nắng 46
3.1.4. Độ ẩm không khí 46
3.2. Đánh giá sinh trưởng, và phát triển của các giống lúa chịu hạn
trong điều kiện ruộng nước vụ mùa 2011 tại Thái Nguyên 47
3.2.1. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm trong vụ
Mùa 2011 47
3.1.2. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm
trong vụ mùa 2011 49
3.2.3. Tình hình nhiễm sâu bệnh hại của các giống lúa thí nghiệm
trên ruộng nước vụ mùa 2011 51
3.2.4. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa của các
giống lúa thí nghiệm trên ruộng nước vụ mùa 2011 53
3.3. Tình hình sinh trưởng, phát triển của các giống lúa thí nghiệm
trên ruộng cạn vụ mùa 2011 55
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vi
3.3.1. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm 55
3.3.2. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm 56
3.3.3. Khả năng kháng sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm trên
ruộng cạn 57
3.3.4. Năng suất lúa và các yếu tố cấu thành năng suất lúa 58
3.3.5. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống lúa thông qua chỉ
số chịu hạn DRI (drought resistance index) 59
3.4. Khả năng sinh trưởng, phát triển của các giống lúa thí nghiệm
trên ruộng nước, vụ xuân 2012 60
3.4.1. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm trên

ruộng nước vụ xuân 2012 60
3.4.2. Một số chỉ tiêu nông học của các giống lúa thí nghiệm trên
ruộng nước vụ xuân 2012 61
3.4.3. Khả năng chống chịu sâu bệnh hại của các giống lúa thí
nghiệm 62
3.4.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống
lúa thí nghiệm 63
3.5. Tình hình sinh trưởng, phát triển của các giống lúa thí nghiệm
trên ruộng cạn vụ xuân 2012 64
3.5.1. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm 64
3.5.2. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm 66
3.5.3. Khả năng nhiễm sâu bệnh hại của các giống lúa thí nghiệm 68
3.5.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất lúa 69
3.5.5. Chỉ số chịu hạn của các giống lúa thí nghiệm trong vụ
xuân 2012 70
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 72
1. Kết luận 72
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vii
1.1. Các chỉ tiêu nông học chính 72
1.2. Khả năng chống chịu của các giống lúa 72
1.3. Năng suất của các giống lúa 73
1.4. Khả năng chịu hạn 73
2. Đề nghị 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TT
Chữ viết tắt
Chữ viết đầy đủ
1
FAO
Tổ chức lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc
(Food and Agriculture Organization).
2
IRRI
Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (International Rice
Research Institute)
3
G
Giống
4
CV
Hệ số biến động (Coefficient of Variation)
5
KL1000
Khối lượng một nghìn hạt
6
LSD
Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (Least Sigaificant
Difference Test)
7
NSLT
Năng suất lý thuyết
8
TGST

Thời gian sinh trưởng
9
DRI
Chỉ số chịu hạn (Drought resistance index)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ix
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong những năm gần đây 13
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa của 10 nước đứng đầu trên thế giới năm
2011 14
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất lúa gạo của Việt Nam từ 1995 đến 2009 16
Bảng 2.1. Tên gọi, nguồn gốc và phân loại các giống lúa tham gia thí
nghiệm 39
Bảng 3.1. Diễn biến thời tiết khí hậu năm 2011 tại tỉnh Thái Nguyên 45
Bảng 3.2. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ mùa
2011 trên ruộng nước 49
Bảng 3.3. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm vụ
mùa năm 2011 trên ruộng nước 51
Bảng 3.4. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm
vụ mùa năm 2011 trên ruộng nước 52
Bảng 3.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ mùa năm
2011 trên ruộng nước 55
Bảng 3.6. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ mùa
2011 trên ruộng cạn 56
Bảng 3.7. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm vụ
mùa năm 2011 trên ruộng cạn 57
Bảng 3.8. Khả năng chống chịu sâu của các giống lúa thí nghiệm vụ mùa

năm 2011 trên ruộng cạn 57
Bảng 3.9. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ mùa năm
2011 trên ruộng cạn 58
Bảng 3.10. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ xuân
năm 2012 trên ruộng nước 61
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

x
Bảng 3.11. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm vụ
xuân năm 2012 trên ruộng nước 62
Bảng 3.12. Khả năng chống chịu sâu của các giống lúa thí nghiệm vụ
xuân năm 2012 trên ruộng nước 62
Bảng 3.13. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ xuân năm
2012 trên ruộng nước 64
Bảng 3.14. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ xuân
2012 trên ruộng cạn 66
Bảng 3.15. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm vụ
xuân năm 2012 trên ruộng cạn 68
Bảng 3.16. Khả năng chống chịu sâu của các giống lúa thí nghiệm vụ
xuân năm 2012 trên ruộng cạn 68
Bảng 3.17. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ xuân năm
2012 trên ruộng cạn 69

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

xi
DANH MỤC CÁC HÌNH

Sơ đồ 1.1: Những nhân tố hạn chế sản xuất lúa cạn 34
Hình 3.1. Chỉ số chịu hạn của các giống lúa tham gia thí nghiệm vụ mùa

năm 2011 60
Hình 3.2: Chỉ số chịu hạn của các giống lúa tham gia thí nghiệm vụ
xuân 2012 71

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Lúa (Oryza sativa L.)là một trong những cây lương thực có vị trí quan
trọng hàng đầu trên thế giới và là nguồn thức ăn thường xuyên cho khoảng 3
tỷ người trên trái đất. Lúa có khả năng thích nghi rộng nên được trồng nhiều
nơi trên thế giới, tuy nhiên tập trung chủ yếu ở châu Á chiếm 90% (còn lại
phân bố ở châu Phi, châu Mỹ và châu Úc) trong đó khoảng 75% diện tích lúa
được trồng trong điều kiện ruộng ngập nước, 19% diện tích lúa trồng trong
điều kiện ruộng thấp nhờ nước trời, và khoảng 4% diện tích lúa trồng trong
điều kiện ruộng cạn không chủ động nước. Lúa gạo là một trong ba loại cây
lương thực hàng đầu, cung cấp tới 23% năng lượng , 16% protein dạng đễ tiêu
cho con người, ngoài ra nó còn cung cấp các chất khoáng và các vitamin cũng
như các hydratcacbon.
Nhằm đảm bảo cung cấp lương thực tại chỗ cho các vùng trong cả
nước, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia cũng như trong khu vục, Đảng và
Nhà nước đã có những chính sách rất thiết thực để phát triển cây lúa chịu hạn
ở những vùng khó khăn. Cây lúa cạn tuy năng suất thấp hơn lúa nước nhưng
lại thể hiện tính ưu việt về khả năng chống chịu hạn, thích nghi cao với điều
kiện sinh thái khó khăn và trong điều kiện thuận lợi có thể cho năng suất cao
hơn. Để khai thác tốt nhất tiềm năng của đất đai ở vùng cao và vùng khó khăn
đồng thời làm giảm nguy cơ mất mùa do gặp hạn vào các thời kỳ mẫn cảm
trong tình trạng khan hiếm nước như hiện nay thì việc chọn tạo và đưa các
giống lúa chịu hạn có năng suất cao và ổn định phù hợp với điều kiện tự nhiên

vào sản xuất để thay thế cho các giống địa phương năng suất thấp là ưu tiên
hàng đầu.
Ở Việt Nam diện tích canh tác lúa khoảng 4,36 triệu ha, trong đó có 2,2
triệu ha là đất thâm canh, chủ động tưới tiêu nước, còn lại hơn 2,1 triệu ha là
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2
đất canh tác lúa trong điều kiện khó khăn. Trong 2,1 triệu ha có khoảng 0,5
triệu ha lúa cạn và khoảng 0,8 triệu ha là đất bấp bênh nước. (Vũ Tuyên
Hoàng, 1995). Theo số liệu thống kê (năm 2002), trong những năm gần đây
diện tích gieo trồng lúa hàng năm có khoảng 7,3 - 7,5 triệu ha, thì có tới 1,5 -
1,8 triệu ha thường bị thiếu nước. Trong điều kiện ít mưa, thiếu nước tưới sẽ
kéo theo sự bốc mặn và phèn ở những vùng ven biển. Lúa vùng cạn đạt năng
suất rất thấp, từ 10 - 18 tạ/ha. Ở những vùng đất cạn, khó khăn về nước tưới,
thường sử dụng các giống lúa địa phương, có năng suất thấp, thời gian sinh
trưởng dài, nhưng có khả năng chịu hạn tốt và chất lượng gạo ngon. Đối với
những vùng bấp bênh về nước, thì ngoài các giống lúa địa phương còn sử
dụng một số giống lúa thâm canh, nhưng khả năng chịu hạn kém, hoặc sử
dụng một số giống chịu hạn cải tiến nhưng chất lượng chưa phù hợp với thị
hiếu người dân địa phương
Theo hướng này, việc nghiên cứu đánh giá nguồn gen các giống lúa
chịu hạn thuộc các vùng cao, vùng khô hạn được xem là công việc cần tiến
hành thường xuyên cho những chương trình chọn giống chịu hạn.
Xuất phát từ những thực tế đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Khảo nghiệm thích nghi cho một số giống lúa chịu hạn (Oryza sativa) mới
nhập nội tại Thái Nguyên”.
2. Mục đích của đề tài
Đánh giá sự sinh trưởng phát triển của các giống lúa thí nghiệm nhằm
chọn ra giống lúa cạn có năng suất cao, có khả năng chống chịu tốt với ngoại
cảnh bất thuận và phù hợp với điều kiện thí nghiệm.

3. Yêu cầu của đề tài
- Theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng phát triển của các giống lúa.
- Theo dõi và đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh.
- Theo dõi các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
4. Ý nghĩa của đề tài
Giúp học viên củng cố thêm kiến thức, nâng cao tay nghề, có điều kiện
tiếp cận với phương pháp nghiên cứu khoa học, vận dụng kiến thức khoa học
vào thực tiễn sản xuất, nâng cao trình độ để tiếp tục phục vụ cho công tác.
So sánh các giống lúa để đánh giá được các đặc tính nông sinh học, khả
năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh.
- Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất: So sánh các giống lúa chịu hạn trong
môi trường đầy đủ nước để chọn ra giống có năng suất cao, chống chịu tốt để
phục vụ cho miền xuôi và những vùng không chủ động nước.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Khi gặp điều kiện hạn thì cây lúa chịu hạn, bộ lá ngừng sinh trưởng hoặc
sinh trưởng chậm lại để hạn chế sự thoát hơi nước, đồng thời phiến lá mỏng
hơn nhiều lông hơn để hạn chế sự thoát hơi nước, hạn chế sự tích tụ nhiệt.
Một phản ứng thiết thực nhất của cây lúa chịu hạn là đóng khí khổng
khi gặp điều kiện hạn điều này có tác dụng giảm thoát hơi nước và hạn chế
quang hợp vì đối với cây lúa chịu khô hạn một đặc điểm thích nghi của nó là
nâng cao hiệu suất quang hợp.
Lá có xu hướng cuộn lại để làm giảm góc lá, có tác dụng làm giảm

cường độ bức xạ trên mặt lá và tăng cường ánh sáng đi xuống phía dưới duy
trì sự thoát hơi nước bề mặt lá ở mức độ tối thiểu.
Khi gặp điều kiện hạn thì axit abcisic ABA được tăng cường tổng hợp
ở rễ sau đó vận chuyển lên lá để đẩy nhanh tốc độ hóa già của lá đóng khí
khổng để giảm sự thoát hơi nước, bên cạnh đó ABA được tăng cường trên lá
làm tăng mức độ héo nên giúp cây tránh bớt được bức xạ mặt trời làm giảm
sử dụng nước và hiện tượng tăng nhiệt độ bề mặt.
Rễ mọc dài hơn, phân bố rộng hơn và sâu hơn vào các tầng đất giúp
cây tận dụng nước dưới sâu. Khi gặp điều kiện hạn ở giai đoạn cây non thì
khối lượng rễ và tỉ lệ rễ trên thân lá tăng lên sinh nhiều rễ đốt và rễ đốt có khả
năng đâm vào các tầng đất tốt hơn do đó khả năng hấp thụ nước tốt hơn.
Đồng thời nghiên cứu của Muthukuda năm 2001 cho thấy khi gặp hạn tốc độ
dài rễ nhanh hơn tốc độ dài lá. Nghiên cứu của Phạm Văn Cường (2009) chỉ
ra rằng: khi gặp hạn cây có phản ứng giảm chiều cao cây để hạn chế nhu cầu
sử dụng nước và giảm tác động của bức xạ mặt trời, phản ứng thấp cây cũng
làm tăng khả năng chống đổ của cây lúa.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5
Trỗ bông muộn hơn cũng là một phản ứng của cây lúa chịu khô hạn,
khi gặp hạn trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng với những giống nhạy
cảm với quang chu kỳ có thể trỗ bông muộn hơn bình thường 3 - 4 tuần. Nhạy
cảm nhất là ở giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng còn ở giai đoạn sinh trưởng
sinh thực ít mẫn cảm hơn.
Khi gặp hạn ở giai đoạn đẻ nhánh và trỗ bông thì số nhánh và số bông
sẽ giảm xuống tuy nhiên ở lúa chịu hạn điều đó không ảnh hưởng tới năng
suất do số bông trên khóm ít được bù lại bởi số hạt trên bông tăng và sự gia
tăng khối lượng hạt.
Cây lúa chịu hạn có khả năng thích nghi cao với điều kiện môi trường
đặc biệt là điều kiện thiếu nước, chúng có bộ rễ khỏe, ăn sâu, khả năng hút

nước tốt. Lượng nước sử dụng tiết kiệm hơn lúa nước 27%-35%. Cây lúa
nước trung bình để tạo 1kg chất khô thì cần 1300mm nước, nhưng lúa chịu
hạn chỉ cần 740 - 644 mm, năng suất của lúa chịu hạn thấp hơn lúa nước
27%-35%. Tuy nhiên lượng nước sử dụng ít hơn 55%-66%, hệ số sử dụng
nước cao hơn từ 1,6 - 1,9 lần, công lao động giảm 47%-77% (IRRI) [29].
Cây lúa chịu hạn không yêu cầu làm đất kỹ chỉ yêu cầu làm đất tối
thiểu vẫn sinh trưởng phát triển bình thường. Đây là một yêu cầu không thể
thiếu của một nền nông nghiệp bền vững (IRRI).
1.2. Cơ sở lý luận nghiên cứu về lúa cạn
Hạn hán ước tính thường xuyên ảnh hưởng đến 19 - 23 triệu ha đất lúa.
Hạn hán nghiêm trọng và thường xuyên ảnh hưởng 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 được 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
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
lượng lúa trong điều kiện phụ thuộc nước 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 nước 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 hưởng
của khô hạn trong vài giai đoạn sinh trưởng.
Ở những vùng nhiệt đới gió mùa dân số tăng nhanh đòi hỏi phải tăng
nguồn cung cấp lương thực. Trong số những cây lương thực thì cây lúa là cây
lương 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 được 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 nước ta hình thức trồng lúa cạn đã tồn tại từ lâu đời và cung cấp một
lượng lớn lương 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 hưởng 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 nước, những giống lúa cạn có khả năng trồng ở đất cạn vẫn sinh trưởng
bình thường trên ruộng nước. Đây là đặc tính nông học đặc biệt của lúa khác
với các cây trồng cạn khác. Nếu được thỏa mãn nhu cầu dinh dưỡng về nước
và phân bón thì lúa cạn vẫn cho năng suất cao.
Hiện nay diện tích đất một vụ lúa phụ thuộc hoàn toàn vào nước trời ở
nước ta còn rất lớn đòi hỏi cần có bộ giống thích hợp để thâm canh tăng vụ và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7
để đạt được năng suất cao trên các ruộng chủ động nước đã có nhiều giống
lúa được chọn tạo ra và có khả năng thích ứng rộng. Tuy nhiên những giống
có thể đạt được năng suất cao trong điều kiện thuận lợi nhưng vẫn duy trì tốt
năng suất trong điều kiện khô thì vẫn còn rất ít. Do đó việc nghiên cứu khả
năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của
các giống lúa cạn có triển vọng theo hướng này là rất cần thiết.
1.3. 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) [23]thì “Lúa
cạn là lúa được trồng trên đất thoát nước, không có sự tích trữ nước trên bề
mặt, không được cung cấp nước, không đắp bờ và chỉ được tưới nhờ nước

mưa tự nhiên” .
Theo Garity.D.P (1984) [27] lúa cạn là lúa trồng trong mùa mưa trên
đất cao, đất thoát nước tự nhiên, trên những chân ruộng được đắp bờ hoặc
không có bờ và không có lượng nước dự trữ thường xuyên trên bề mặt. Lúa
cạn được hình thành từ lúa nước, nhờ quá trình thích ứng với những vùng
trồng lúa thường gặp hạn mà xuất hiện các biến dị chịu hạn ngày càng cao. Vì
vậy giống lúa cạn có khả năng sinh trưởng bình thường khi ở ruộng nước.
Huke G.P (1982) [26] dùng thuật ngữ “Lúa khô” (dryland rice) thay
cho lúa cạn (upland rice) và định nghĩa: “Lúa cạn được trồng trong những
thửa ruộng được chuẩn bị đất và gieo hạt dưới điều kiện khô, cây lúa sống
phụ thuộc hoàn toàn vào nước trời”
Theo Nguyễn Gia Quốc (1994) [16] lại chia lúa cạn làm 2 dạng:
- Lúa cạn thực sự hay còn gọi là lúa nương (rẫy) là loại lúa trồng trên
dốc của đồi núi, không có bờ ngăn nước, luôn không có nước ở chân, cây lúa
sống nhờ nước trời.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8
- Lúa cạn không hoàn toàn hay còn được gọi là lúa nước trời là loại lúa
được trồng ở triền thấp không có hệ thống tưới tiêu chủ động, cây sống hoàn
toàn bằng lượng nước mưa tại chỗ, có thể có nước dự trữ trên bề mặt ruộng và
cung cấp nước cho cây lúa vào một thời điểm nào đó.
Theo Arraudeau M.A., Xuan V.T (1995) [28] thì ở Việt Nam từ
“upland rice” có nghĩa là lúa rẫy ở Miền Nam, lúa cạn ở Trung Bộ và lúa
nương ở Miền Bắc.
1.4. 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 (Erưghin, Sasato, Đinh
Dĩnh…) đều cho rằng lúa cạn là do lúa nước biến thành. Trong quá trình sống
của mình cây lúa đã chuyển từ sinh sống dưới nước lên cạn do yêu cầu của

con người. Tuy là cây trồng thích ứng rộng và có tiềm năng năng suất cao,
nhưng ở mỗi vùng sinh thái khác nhau thì năng suất cũng khác biệt do khả
năng cung cấp nước, dinh dưỡng… khác nhau [23].
Lúa nói chung và lúa cạn nói riêng là một trong những cây trồng cổ xưa
nhất của loài người. 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. Tổ tiên trực tiếp của lúa trồng Châu Á (Oryza sativa L.) vẫn
còn chưa có những kết luận chính xác. Một số tác giả như Sampath và Rao
(1951) [32], Sampath và Govidaswami (1958) [33], Oka (1974) [28] cho rằng
O.sativa được tiến hoá từ lúa dại lâu năm O.rufipogon, còn các tác giả khác
như Chatterjee (1951) [32], Chang T.T (1976) [30] lại cho rằng O.sativa được
tiến hoá từ lúa dại O.nivara. Các nhà khoa học Nhật Bản như Oka (1988)
[29], Morishima và cộng sự (1992) [27] 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).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
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) [32]. Theo công bố của Chang T.T (1976) [30] thì O.sativa xuất hiện
đầu tiên trên một vùng rộng lớn từ lưu vực sông Ganges dưới 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 lưu vực sông Dương 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 được 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) được hình thành ở Indonesia là sản phẩm của
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 [26] cho thấy lúa cạn có nguồn gốc từ lúa
nước, giữa lúa nước 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
nước) nhưng không phát triển. Những giống lúa cạn trồng ở đất cạn vẫn sinh
trưởng bình thường trên ruộng có nước, đây là đặc tính nông học đặc biệt của
cây lúa cạn, khác với các cây trồng khác giúp lúa cạn được phân bố rộng hơn.
Qua nhiều nghiên cứu về lúa cạn cho thấy lúa cạn được hình thành từ lúa
Indica, phát triển theo hướng 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 dưỡng
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.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
1.5. Phân loại và yêu cầu về ngoại cảnh của lúa cạn
1.5.1. Phân loại lúa cạn
Theo Nguyễn Thị Lẫm, (1999) [9] lúa cạn ngày nay bao gồm hai nhóm:
- Nhóm giống lúa cạn cổ truyền: bao gồm những giống lúa địa phương,
thích nghi cao và tồn tại lâu đời ở những vùng lúa cạn như các giống lúa: Mố,
Mộ, Lốc…thường có tiềm năng năng suất thấp, nhưng có tính chống chịu cao.
Những giống này được nông dân Tây Bắc, Việt Bắc, Tây Nguyên canh tác lâu
đời trên nương rẫy theo dạng định canh. Với tập quán lâu đời trên nương 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
lương thực của người dân và gia súc nhiều hay ít mà người ta chặt phá rừng
làm nương rẫy rộng hay hẹp. Đất càng nghèo dinh dưỡng thì diện tích chặt

phá rừng càng rộng… Cứ như thế du canh kéo theo du cư. Mất rừng, mất
nguồn nước, khí hậu khu vực thay đổi, hạn hán lũ lụt xảy ra ảnh hưởng đến
năng suất, điều kiện sống của con người càng trở nên khó khăn hơn.
- Nhóm giống lúa không chủ động nước hoặc sống nhờ nước trời: loại
này được phân bố trên những nương 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 được gia
cố bờ chắc chắn để giúp lúa sống nhờ nước mưa, nhưng cũng dễ bị mất nước
sau khi mưa một thời gian ngắn. Ở đây đã có những khu đất rộng từ vài nghìn
m
2
đến vài nghìn ha, được các dân tộc đầu tư 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 nước và lúa cạn, có khả năng chống
chịu hạn trong những giai đoạn sinh trưởng nhất định, hiệu suất sử dụng nước
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…
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11
Lúa cạn năng suất thường không cao do hai nguyên nhân: giống xấu và
đất nghèo dinh dưỡng, được canh tác ở những vùng dân trí còn thấp, những
vùng thiếu điều kiện thâm canh. Ngoài ra lúa cạn cũng có thể trồng được ở
những chân ruộng có nước với những giống mới lai tạo. Ở trên những chân
ruộng không chủ động nước, 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.
1.5.2. Yêu cầu về ngoại cảnh của lúa cạn
Yêu cầu về khí hậu và đất đai về cơ bản của lúa cạn giống như lúa

nước. Nhưng 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 [9].
1.5.2.1. Yêu cầu về nước
Lúa cạn (trừ lúa nương) nhằm giải quyết lương thực tại chỗ mà không
xâm phạm đến quỹ rừng, không làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái nên
rất cần phát huy. Bên cạnh đó lúa cạn vẫn cần nước để:
- Tổng hợp các chất hữu cơ.
- Để giữ cây ở trạng thái tối ưu cho sự sống.
- Để vận chuyển, thoát hơi nước, tạo lực kéo cho hút dinh dưỡng
của bộ rễ.
- Là môi trường để hoà tan dinh dưỡng.
Nước rất cần thiết cho cơ thể cây lúa. Lúa cạn cũng cần nước như lúa
nước, nhưng nó vẫn sống được trong điều kiện thiếu nước vì nhờ vào tốc độ
hút nước tích cực hơn lúa nước. Hiệu suất sử dụng nước của lúa cạn cao,
trong điều kiện hạn lúa cạn chỉ sử dụng 70-80% so với lúa nước. Lúa cạn có
cấu tạo rễ khác biệt với lúa nước, độ dày vỏ rễ lớn hơn rễ lúa nước.
Do chiều dày vỏ rễ lớn hơn lúa nước 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 được với môt trường mới là thiếu nước, nhưng tổ tiên xa xưa
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12
của lúa cạn là lúa dại mọc ở những vùng trũng ngập nước, thường xuyên ẩm
ướt. Vì vậy lúa cạn cũng yêu cầu lượng nước nhất định. Để đáp ứng nhu cầu
này, ở những vùng không chủ động nước người ta thường gieo lúa cạn trong
những tháng có mưa và người ta gọi là lúa cạn là lúa “sống nhờ nước trời”.
Với những giống lúa cạn mới lai tạo, có trong mình hai nguồn gen:
chống chịu thiếu nước và năng suất cao, muốn thu hoạch năng suất cao cần
phải tưới nhưng hiệu quả của việc tưới nước cao hơn đặc biệt là vào lúc làm

đòng. Theo Nguyễn Tuấn Anh - viện trưởng Viện nghiên cứu Thuỷ nông Bắc
Trung Bộ, lúa cạn chỉ sử dụng 70-80% nước so với lúa nước.
1.5.2.2. Yêu cầu về đất
- Chọn những giống lúa giữ được hoặc nâng cao tính chống chịu với
các yếu tố bất lợi của đất như thiếu lân, nhiễm độc tố nhôm và mangan trong
đất chua mặn và thiếu kẽm, thiếu sắt trong đất kiềm. Những giống lúa đó
thường không có tiềm năng năng suất cao vì đẻ ít, ít hạt, hạt nhỏ…
- Lúa cạn có khả năng cấy được ở đất nghèo dinh dưỡng, thiếu lân và
nhiễm độc tố nhôm, kẽm, sắt hơn lúa nước.
- Khi gieo trồng trên đất giàu dinh dưỡng, đủ nước 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 được trên nhiều chân đất khác nhau,
không đòi hỏi khắt khe về đất.
1.5.2.3. 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 dưỡng: 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
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13
trồng và thu hoạch vụ lúa cạn trước 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.

1.6. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới và Việt Nam
1.6.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới
Lúa là một trong ba cây lương thực hàng đầu trên thế giới và được con
người sử dụng nhiều nhất. Với khả năng thích ứng rộng nên lúa được trồng ở
khắp các châu lục trên thế giới. Diện tích trồng lúa trên thế giới năm 2010 là
161,421 triệu ha.
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong những năm 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 2010 [36])
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên