Đánh giá nguồn vật liệu lúa cạn thu thập từ các tỉnh miền núi phía bắc và nghiên cứu khả năng sinh trưởng phát triển của một số giống có triển vọng tại thái nguyên

i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN BÁ QUANG

“ĐÁNH GIÁ NGUỒN VẬT LIỆU LÚA CẠN THU
THẬP TỪ CÁC TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC VÀ
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG PHÁT
TRIỂN MỘT SỐ GIỐNG CÓ TRIỂN VỌNG TẠI
THÁI NGUYÊN”

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên - 2013


i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN BÁ QUANG

“ĐÁNH GIÁ NGUỒN VẬT LIỆU LÚA CẠN THU
THẬP TỪ CÁC TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC VÀ
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG PHÁT
TRIỂN MỘT SỐ GIỐNG CÓ TRIỂN VỌNG TẠI
THÁI NGUYÊN”

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG
Mã số:60 62 01 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Nguyễn Hữu Hồng
2. TS. Nguyễn Đức Thạnh

Thái Nguyên - 2013


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là
hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi
cũng xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã
được tác giả cảm ơn và các thông tin tài liệu trích dẫn trong luận văn đều
được chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả

Nguyễn Bá Quang


ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu nhà trường,
tập thể cán bộ, giảng viên Phòng quản lý đào tạo sau đại học và Khoa Nông
học Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Đặc biệt là Thầy giáo PGS.TS
Nguyễn Hữu Hồng – Trưởng Phòng Đào tạo, Thầy giáo TS. Nguyễn Đức
Thạnh – Trưởng phòng Khảo thí và Kiểm định chất lượng đã tận tình giúp đỡ,
hướng dẫn tôi trong việc định hướng đề tài cũng như suốt quá trình thực hiện
và hoàn thiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ Phòng thí nghiệm bộ môn sinh hóa sinh lý của Khoa Nông học, Trung tâm khí tượng thủy văn Thái Nguyên đã
tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và thu thập số liệu.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các hộ nông dân ở các tỉnh Tuyên
Quang, Bắc kạn, Cao Bằng, Hà Giang, Sơn La, Lào Cai, Yên Bái và Thái
Nguyên đã cung cấp nguồn giống cho tôi thực hiện đề tài này.
Cuối cùng tôi xin được cảm ơn gia đình, bạn bè đã hết lòng giúp đỡ tôi
thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tác giả

Nguyễn Bá Quang


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................. ii
MỤC LỤC................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT......................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................... ix
DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................... ix

MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 10
1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................ 10
2. Mục tiêu nghiên cứu và yêu cầu của đề tài................................................ 11
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................ 11
2.2. Yêu cầu của đề tài................................................................................. 11
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.................................................. 12
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ................................................................... 12
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ................................................................... 12
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 13
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài ...................................................................... 13
1.1.1. Khái niệm về lúa cạn .......................................................................... 14
1.1.2. Sự phân bố của cây lúa cạn ................................................................ 15
1.2. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới và ở Việt Nam............................... 16
1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới................................................... 16
1.2.1.1. Tình hình sản xuất lúa nước ............................................................. 16
1.2.1.2. Tình hình sản xuất lúa cạn ............................................................... 18
1.2.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam ..................................................... 19
1.2.2.1. Tình hình sản xuất lúa nước ............................................................. 19


iv

1.2.2.2. Tình hình sản xuất lúa cạn ............................................................... 22
1.3. Tình hình nghiên cứu lúa trên Thế giới và ở Việt Nam .......................... 23
1.3.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên Thế giới .............................................. 23
1.3.1.1. Tình hình nghiên cứu lúa nước......................................................... 23
1.3.1.2. Tình hình nghiên cứu lúa cạn ........................................................... 25
1.3.2. Tình hình nghiên cứu lúa tại Việt Nam ............................................... 26
1.3.2.1. Tình hình nghiên cứu lúa nước......................................................... 26
1.3.2.2 Tình hình nghiên cứu lúa cạn ............................................................ 27

1.4. Những kết luận rút ra từ nghiên cứu tổng quan ...................................... 29
Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU............................................................................................ 31
2.1. Vật liệu nghiên cứu................................................................................ 31
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................... 31
2.2.1. Địa điểm tiến hành nghiên cứu ........................................................... 31
2.2.2. Thời gian tiến hành nghiên cứu........................................................... 31
2.3. Nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu ................................. 31
2.3.1. Nội dung nghiên cứu........................................................................... 31
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 32
2.3.3. Các chỉ tiêu theo dõi ........................................................................... 36
2.3.3.1. Chỉ tiêu về các giai đoạn sinh trưởng ............................................... 36
2.3.3.2. Chỉ tiêu về thời gian sinh trưởng...................................................... 36
2.3.3.3. Chỉ tiêu chất lượng mạ ..................................................................... 37
2.3.3.4. Chỉ tiêu về khả năng đẻ nhánh ......................................................... 37
2.3.3.5. Chiều cao cây................................................................................... 38
2.3.3.6. Độ rụng hạt ...................................................................................... 38
2.3.3.7. Khả năng chịu hạn và phục hồi ........................................................ 38
2.3.3.8. Các chỉ tiêu về khả năng chống chịu ................................................ 39


v

2.3.3.9. Chỉ tiêu về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất................... 41
2.3.4. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu............................................... 42
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................... 43
3.1. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn nhân tạo ........................................ 43
3.2. Đánh giá tập đoàn giống trong điều kiện đồng ruộng không chủ
động nước .................................................................................................... 45
3.2.1. Đánh giá tập đoàn giống theo thời gian sinh trưởng ............................ 45

3.2.2. Đặc điểm hình thái của các giống tham gia thí nghiệm ....................... 47
3.2.3. Đánh giá tập đoàn giống theo đặc tính nông học ................................. 47
3.2.4. Đánh giá khả năng đẻ nhánh và đường kính lóng gốc của các giống... 49
3.2.5. Đánh giá tập đoàn qua mức độ nhiễm sâu bệnh hại............................. 50
3.2.6. Đánh giá tập đoàn theo khả năng chịu hạn và phục hồi ....................... 51
3.2.7. Đánh giá tập đoàn theo năng suất và yếu tố cấu thành năng suất......... 52
3.2.7.1. Đánh giá tập đoàn giống theo số hạt chắc/bông và khối lượng 1000 hạt. 53
3.2.7.2. Đánh giá tập đoàn giống theo số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc ............ 54
3.2.7.3. Đánh giá tập đoàn giống theo số bông/khóm và chiều dài bông ....... 55
3.2.7.4. Đánh giá tập đoàn giống theo năng suất lý thuyết và năng suất thực thu. 56
3.3. Kết quả so sánh một số giống lúa cạn có triển vọng............................... 58
3.3.1. Thời gian sinh trưởng của các giống thí nghiệm ................................. 58
3.3.2. Một số đặc điểm hình thái của các giống tham gia thí nghiệm ............ 59
3.3.3. Khả năng đẻ nhánh của các giống tham gia thí nghiệm....................... 61
3.3.4. Sự tăng trưởng chiều cao của các giống tham gia thí nghiệm.............. 63
3.3.5. Khả năng chống đổ của các giống tham gia thí nghiệm....................... 64
3.3.6. Một số đặc điểm nông học của các giống thí nghiệm .......................... 65
3.3.7. Khả năng chịu hạn và phục hồi của các giống thí nghiệm ................... 66
3.3.8. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống thí nghiệm.................... 67
3.3.9. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống thí nghiệm .... 68


vi

3.3.10. Năng suất thực thu của các giống thí nghiệm .................................... 70
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ......................................................................... 72
1. Kết luận .................................................................................................... 72
1.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống trong điều kiện hạn nhân tạo ..... 73
1.2. Đánh giá tập đoàn trong điều kiện đồng ruộng không chủ động nước.... 73
1.3. Kết quả so sánh một số giống lúa cạn có triển vọng............................... 74

2. Đề nghị ..................................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 75
I. Tiếng Việt ................................................................................................. 75
II. Tiếng Anh ................................................................................................ 77


vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CIAT

: Trung tâm Nông nghiệp nhiệt đới Quốc tế

CRD

: Complete Randomized Design

Đ/c

: Đối chứng

FAO

: Tổ chức Nông lương thế giới

IAC

: Viện Nông nghiệp Campinas

IARCs

: Viện nghiờn cứu nụng nghiệp quốc tế

ICA

: Viện Nông nghiệp Cô-lôm-bia

IITA

: Viện Nông nghiệp nhiệt đới Quốc tế

IRAT

: Viện Nghiên cứu Nông nghiệp nhiệt đới

IRRI

: Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế

NN&PTNT : Nông nghiệp và phát triển nông thôn
NXB

: Nhà xuất bản

NSLT

: Năng suất lý thuyết

NSTT

: Năng suất thực thu

RCBD

: Randomized Completed Block Design

S.E.S

: Hệ thống đánh giá tiêu chuẩn trên cây lúa

TB

: Trung bỡnh

TGST

: Thời gian sinh trưởng

WMO

: Tổ chức Khí tượng thế giới


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới trong vài thập kỷ gần đây .... 16
Bảng 1.2. Một số nước có sản lượng và xuất khẩu cao trên Thế giới ............ 17

Bảng 1.3: Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của Việt Nam qua các thời kỳ
đến nay ......................................................................................... 20
Bảng 3.1: Kết quả 20 giống phù hợp nhất với hướng chọn lọc ..................... 44
Bảng 3.2: Phân loại tập đoàn giống theo thời gian sinh trưởng ..................... 46
Bảng 3.3: Phân loại tập đoàn giống theo đặc tính nông học .......................... 48
Bảng 3.4: Phân loại giống theo khả năng đẻ nhánh và đường kính lóng gốc. 49
Bảng 3.5: Phân loại tập đoàn giống theo mức độ sâu bệnh hại...................... 50
Bảng 3.6: Phân loại khả năng chịu hạn và phục hồi của các giống................ 52
Bảng 3.7: Phân loại giống theo số hạt chắc/bông và khối lượng 1000 hạt..... 53
Bảng 3.8: Phân loại giống theo số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc........................ 54
Bảng 3.9: Phân loại giống theo số bông/khóm và chiều dài bông ................. 55
Bảng 3.10: Phân loại theo năng suất lý thuyết và năng suất thực thu ............ 56
Bảng 3.11: Thời gian sinh trưởng của các giống tham gia thí nghiệm........... 58
Bảng 3.12: Đặc điểm hình thái của các giống thí nghiệm ............................. 59
Bảng 3.13: Khả năng đẻ nhánh của các giống thí nghiệm............................. 62
Bảng 3.14: Chiều cao cuối cùng của các giống lúa thí nghiệm ..................... 63
Bảng 3.15: Khả năng chống đổ của các giống lúa tham gia thí nghiệm ........ 64
Bảng 3.16: Đặc điểm nông học của các giống thí nghiệm............................. 65
Bảng 3.17: Đánh giá khả năng chịu hạn và phục hồi của các giống .............. 66
Bảng 3.18: Tình hình sâu bệnh hại trên các giống thí nghiệm....................... 67
Bảng 3.19: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất .............................. 68
Bảng 3.20: Năng suất thực thu của các giống thí nghiệm.............................. 70
Bảng 3.21: Chất lượng gạo của các giống thí nghiệm ................................... 71


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Sản lượng gạo xuất khẩu của Việt Nam (1989 - 2011) .................. 21

Hình 3.1. Phân loại tập đoàn giống theo thời gian sinh trưởng...................... 46
Hình 3.2. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của tập đoàn giống....... 57
Hình 3.3. Năng suất của các giống thí nghiệm.............................................. 71


10
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Lúa gạo là một trong những cây lương thực quan trọng của con
người, cây lúa được xếp vào vị trí thứ 2 sau cây lúa mì về diện tích và
sản lượng. Hiện nay, nhu cầu lúa gạo trên Thế giới ngày một tăng, theo dự
báo của tổ chức Nông lương Thế giới (FAO) trong những năm 1990 - 2025
thì lúa gạo sản xuất phải tăng mỗi năm 2,1% là cần thiết để bảo hộ cho sự
tăng dân số 1,7% mỗi năm. Nhưng trong 164 triệu ha đất trồng lúa hiện nay,
có khoảng 20% diện tích đang canh tác trong điều kiện khô hạn hoặc phụ
thuộc vào nước mưa tự nhiên. Sự khan hiếm về nước tưới phục vụ cho nông
nghiệp đã được báo động trong nhiều hội nghị khoa học của Thế giới gần
đây. Khô hạn sẽ là yếu tố tự nhiên ảnh hưởng lớn nhất đến an toàn lương
thực của Thế giới. Tài nguyên nước phục vụ cho nông nghiệp không phải là
vô tận, bên cạnh đó là áp lực dân số kèm theo sự phát triển đô thị sẽ làm gia
tăng nhu cầu nước phục vụ dân sinh và cho phát triển công nghiệp. Do đó,
việc đưa cây trồng chịu hạn vào sản xuất là một trong những vấn đề đáng
phải quan tâm. Đối với ngành sản xuất lúa gạo thì lúa cạn là một giải pháp.
Lúa cạn được trồng chủ yếu ở các nước châu Á, châu Mỹ La Tinh,
Caribean và châu Phi. Diện tích lúa cạn trên Thế giới được khoảng 14 triệu
ha hay 9% của tổng số diện tích trồng lúa của Thế giới. Mặc dù sản xuất
lúa cạn tương đối ít nhưng có tầm ảnh hưởng quan trọng ở nhiều nước, vì
rất nhiều nông dân canh tác loại lúa này. Khoảng 100 triệu người sống phụ
thuộc vào lúa cạn, sử dụng như là thức ăn chính của họ. Lúa cạn chỉ chủ

yếu trồng ở những vùng nhiệt đới ẩm ướt. Ở Châu Á, phần lớn lúa cạn
được trồng ở các vùng đồi núi, có độ dốc từ 0% đến trên 30%. Ở Châu Phi,
lúa cạn được trồng trên đất đồi có độ dốc từ 0 - 20% trong vùng ẩm ướt và
đất rừng ẩm thấp. Ở Châu Mỹ La Tinh và Caribbean, lúa cạn được trồng ở
những vùng đất có độ dốc từ 0 - 10%.


11
Việt Nam là một nước 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 tư diện tích lãnh thổ, ở những vùng đồi núi đất nông nghiệp chủ yếu là
đất dốc, kém màu mỡ và chưa có hệ thống tưới tiêu chủ động, canh tác lúa
và cây lương thực khác chủ yếu nhờ nước trời. Lúa cạn được đồng bào miền
núi canh tác như một cây trồng chính, ở mỗi địa phương nhiều loại giống lúa
đã được đưa vào sản xuất, chất lượng gạo thơm ngon trở thành những đặc
sản.
Chính vì vậy, để nâng cao năng suất và chất lượng lúa trong điều kiện
khô hạn, nhằm chọn lọc và lưu giữ những nguồn giống lúa cạn tốt. Từ đó có
thể đưa ra các đề nghị và khuyến cáo cho các nhà làm chính sách và quy
hoạch, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: "Đánh giá nguồn vật liệu lúa
cạn thu thập từ các tỉnh miền núi phía Bắc và nghiên cứu khả năng
sinh trưởng phát triển của một số giống có triển vọng tại Thái
Nguyên".
2. Mục tiêu nghiên cứu và yêu cầu của đề tài
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá đặc điểm hình thái, đặc điểm sinh trưởng phát triển, năng
suất và chất lượng của các giống lúa cạn thu thập từ các tỉnh miền núi
phía Bắc.
So sánh và chọn ra các giống lúa cạn có triển vọng đưa vào sản
xuất.

2.2. Yêu cầu của đề tài
- Theo dõi được các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển của các giống
lúa.
- Xác định một số chỉ tiêu sinh lý và đặc điểm hình thái của các
giống lúa tham gia thí nghiệm.
- Theo dõi và đánh giá được các chỉ tiêu chống chịu.
- Theo dõi các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất.


12
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Giúp học viên vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn sản xuất
và nâng cao trình độ nghiên cứu.
- Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo cho sinh viên và những
người có liên quan, góp phần phát triển ngành sản xuất lúa.
- Lưu giữ nguồn vật liệu cho nghiên cứu khoa học sau này.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
So sánh các giống lúa cạn có triển vọng để chọn ra giống có năng
suất cao, chống chịu tốt để khuyến cáo đưa vào sản xuất góp phần nâng
cao hiệu quả kinh tế cho người dân.


13
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Lúa cạn được trồng trên đất dễ rút nước, không bị ngập, không có bờ
bao và nhờ vào nước trời. Đặc tính nổi bật của lúa cạn là năng suất thấp và

được trồng bởi nhiều nông dân nghèo trên các loại đất kém màu mỡ ở hầu hết
những vùng núi cao. Năng suất bình quân của các giống lúa này rất thấp chỉ
vào khoảng hơn 1 tấn/ha. Trong bốn thập niên qua, đầu tư vào khảo cứu và
phát triển loại lúa này khá nhiều trên Thế giới nhưng các thành quả chưa được
tương xứng và diện tích trồng lúa cạn tổng thể đang giảm dần. Điều này có
nghĩa là các kỹ thuật tạo ra từ các cuộc nghiên cứu chưa thích ứng với tình
trạng kinh tế - xã hội của người nông dân bản địa (Vũ Tiến Hoàng, 1995)
[11].
Chiến lược sử dụng nguồn vật liệu bản địa đang được khuyến
khích đối với các loại cây trồng, đặc biệt là những tính trạng như tính
chống chịu khô hạn, chống chịu mặn, v.v. Chọn tạo giống lúa thích nghi
với kỹ thuật canh tác tiết kiệm nước hoặc chống chịu khô hạn là nhu cầu
cấp bách. Bên cạnh đó, nguồn vật liệu bản địa còn được sử dụng làm
nhiệm vụ kết hợp lai xa, lai khác loài hoặc khai thác tính trạng thơm ngon
từ giống cổ truyền vào giống cao sản.
Trong công tác chọn tạo giống cây trồng và vật nuôi nói chung cũng
như chọn tạo giống lúa nói riêng, mục tiêu của nhà tạo giống là khai thác
tính đa dạng di truyền hay những biến dị có lợi của nguồn gen hiện có
trong tự nhiên hoặc được tạo mới bằng các phương pháp nhân tạo. Ở cây
lúa là một tập hợp nguồn gen quý tương ứng với nhiều hệ sinh thái lúa
khác nhau và hình thành hệ sinh thái lúa cạn, lúa nước sâu, lúa chịu
mặn,.v.v. Dựa vào đặc tính biến dị và di truyền này mà con người không
ngừng thành công trong công tác lai tạo và chọn lọc giống cây trồng, nhiều


14
kiểu gen mới cho năng suất cao, chống chịu và phẩm chất tốt đã được chọn
tạo.
1.1.1. Khái niệm về lúa cạn
Trên Thế giới, các nhà khoa học đã có nhiều khái niệm về cây

lúa cạn như:
Chang T.T. và Bardenas (1965) [24] cho rằng: "Lúa cạn là loại lúa
được gieo hạt trên các loại đất khô, có thể là đất dốc hoặc đất bằng phẳng
nhưng không có bờ, khiến cây lúa sống phụ thuộc hoàn toàn vào độ ẩm do
nước mưa cung cấp".
Theo Garity D.P (1984) [25] thì lúa cạn được coi 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 những
biến dị chịu hạn ngày càng cao. Vì vậy, giống lúa cạn có khả năng sinh
trưởng bình thường khi ở ruộng nước.
Theo Michael Aurodau tại Hội thảo "Lúa rẫy ở Cao Bằng, Việt
Nam", từ ngày 9 - 11/3/1994 và theo định nghĩa tại Hội thảo tại Bouake,
Bờ biển Ngà thì lúa cạn là loại lúa được trồng trong điều kiện mưa tự
nhiên, đất thoát nước, không có sự tích nước trên bề mặt, không được cung
cấp nước và không có bờ.
Các nhà chọn giống Việt Nam cũng khái niệm về lúa cạn tương tự
như trên. Tác giả Bùi Huy Đáp (1978) [3] định nghĩa: “Lúa cạn là loại lúa
gieo trồng trên đất cao như là các loại hoa màu trồng cạn khác, không tích
nước trong ruộng và hầu như không bao giờ được tưới thêm. Nước cho lúa
chủ yếu do nước mưa cung cấp hay được giữ lại trong đất”.
Theo Nguyễn Gia Quốc (1994) [16] thì lúa cạn được chia làm 2
dạng:
- Lúa cạn thực sự (lúa rẫy, Dry rice hoặc Upland rice): là loại lúa


15
thường được trồng trên các triền dốc của đồi núi, không có bờ ngăn và
luôn luôn không có nước. Cây lúa hoàn toàn sử dụng lượng nước mưa

ngấm trong đất để sinh trưởng và phát triển.
- Lúa cạn không hoàn toàn (lúa nước trời, Rainfed upland rice): là loại lúa
trồng ở triền thấp, không có hệ thống tưới tiêu chủ động, cây lúa sống
hoàn toàn bằng nước mưa tại chỗ, nước mưa có thể dự trữ trên bề mặt
ruộng để cung cấp cho cây lúa.
1.1.2. Sự phân bố của cây lúa cạn
Lúa cạn được trồng chủ yếu trên ba lục địa là châu Á, châu Phi và
châu Mỹ La tinh.
Theo Trần Nguyên Tháp (2001) [20], môi trường trồng lúa cạn trên
Thế giới được chia thành 4 loại:
- Vùng đất cao, màu mỡ, mùa mưa kéo dài (kí hiệu LF) ở Đông và
Tây Nam Ấn Độ, Inđônêsia, Philippin, Băng La Đét, Braxin, Côlômbia...
- Vùng đất cao, kém màu mỡ, mưa dài (LU) ở Thái Lan, Myanma,
Lào, Cămpuchia, vùng Đông Bắc Ấn Độ, Việt Nam, Bôlivia, Mêxicô.v.v.
- Vùng đất cao, màu mỡ, mưa ngắn (SF)
- Vùng đất cao, kém màu mỡ, mưa ngắn (SU) ở một số nước Tây
Phi.
Ở Việt Nam, Vũ Tuyên Hoàng, Trương Văn Kính và Ctv… (1995)
[12] đã phân vùng lúa cạn theo loại hình đất trồng ở nước ta như sau:
- Đất rẫy (trồng lúa rẫy): nằm ở các vùng trung du miền núi phía
Bắc, miền Trung, Tây Nguyên và một phần của Đông Nam Bộ.
- Đất lúa thiếu nước hoặc bấp bênh về nước (trồng lúa nhờ nước
trời): nằm rải rác ở các vùng đồng bằng, trung du, đồng bằng ven biển
Đông và Nam Bộ, kể cả đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu
long, kể cả diện tích đất bằng phẳng nhưng không có hệ thống thuỷ nông


16
hay hệ thống thuỷ nông chưa hoàn chỉnh vẫn nhờ nước trời hoặc có một
phần ít nước tưới, ruộng ở vị trí cao thường xuyên mất nước.

1.2. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới và ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới
1.2.1.1. Tình hình sản xuất lúa nước
Diện tích canh tác lúa trên Thế giới trong vài thập kỷ gần đây có xu
hướng tăng, song tăng mạnh nhất vào những thập niên 90 của thế kỷ XX
và có xu hướng ổn định từ những năm đầu của thế kỷ XXI và đạt 164
triệu ha năm 2011. Về năng suất của lúa cũng tăng dần qua các năm và
tăng nhanh nhất vào thập niên 90. Từ thập niên 90 và những năm đầu của
thế kỷ XXI năng suất lúa tăng chậm lại song nhìn chung năng suất tăng
gần gấp đôi từ 27,48 tạ/ha năm 1980 lên 43,82 tạ/ha vào năm 2011. Sản
lượng lúa Thế giới tăng từ 396,8 triệu tấn năm 1980 lên trên 721 triệu tấn
năm 2011. (Bảng 1.1)
Bảng 1.1: Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới trong vài thập kỷ gần
đây
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(Nghìn ha)

(tạ/ha)

(Nghìn tấn)

1980

144.412

27,48

396.871

1990

146.961

35,29

518.556

2000

154.056

38,91

599.355

2005

155.026

40,92

634.390

2007

155.953

42,12

656.807

2008

159.251

43,07

685.875

2009

161.421

42,04

678.682

2010

163.054

42,78

700.230

2011

164.120

43,82

721.034

Năm

(Nguồn: FAO STAT năm 2012) [37]
Theo FAO sản lượng lúa Thế giới năm 2011 đạt gần 722 triệu tấn
(tương đương 480,4 triệu tấn gạo) so với 466,6 triệu tấn gạo năm 2010,


17
tăng 2,9%. Sản lượng tăng cao do mở rộng diện tích canh tác lên đến 164
triệu ha và được mùa ở nhiều Quốc gia như: ở châu Á sản lượng lúa đạt
653 triệu tấn do được mùa ở Pakistan, Campuchia, Nepal, Philippines và
Việt Nam hay mở rộng diện tích canh tác ở Bangladesh, Trung Quốc, Ấn
Độ, Pakistan và Việt Nam. Tại châu Phi sản lượng cũng đạt 25,5 triệu tấn
do được mùa ở Ai Cập, Guinea, Nigeria. Châu Mỹ la tinh và vịnh
Caribean cũng được mùa ở các nước ngoại trừ Ecuador và Peru.
Kim ngạch xuất khẩu gạo của các nước trên Thế giới đạt 34,5 triệu
tấn vào năm 2011, tăng 3 triệu tấn so với năm 2010. Các nước có sản
lượng và xuất khẩu lúa gạo cao nhất đó là Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia,
Bangladesh, Việt Nam, Thái Lan, Brazil, Mỹ và và Pakistan. (Bảng 1.2)
Bảng 1.2. Một số nước có sản lượng và xuất khẩu cao trên Thế giới
Quốc gia

Sản lượng (triệu tấn)

Xuất khẩu (triệu tấn)

2010

2011

2010

2011

466,6

480,4

31,5

34,5

Trung Quốc

134

137

0,6

0,7

Ấn Độ

89,1

94,1

2,1

3,8

Indonesia

43,2

44,3

-

-

Việt Nam

25,9

26,6

6,9

7,2

Thái Lan

21,3

20,9

9

10,5

Brazil

8,6

8

0,4

1

Mỹ

7,6

6,8

3,9

3,4

Pakistan

6,9

5,5

3,8

3,0

Thế giới

(Nguồn: FAO & USDA năm 2012)[37]
Trung Quốc là quốc gia có sản lượng cao nhất đạt 137 triệu tấn vào
năm 2011 tăng 3 triệu tấn so với năm 2010. Tiếp theo là Ấn Độ và
Indonesia, Việt Nam đứng thứ 4 về sản lượng đạt 25,9 triệu tấn vào năm
2010 và 26,6 triệu tấn vào năm 2011. Quốc gia có khối lượng gạo xuất


18
khẩu nhiều nhất là Thái Lan 10,5 triệu tấn, Việt Nam đứng thứ 2 với 7,2
triệu tấn.
1.2.1.2. Tình hình sản xuất lúa cạn
Lúa cạn là một trong những cây trồng lâu đời nhất trên Thế giới.
Trước đây, diện lích gieo trồng lúa cạn rất lớn nhưng trong hai thập niên
1980 và 1990, diện tích lúa cạn Thế giới giảm từ 20 triệu ha xuống 15 triệu
ha, hay giảm gần 25%. Theo số liệu FAO năm 2011 diện tích canh tác lúa
của Thế giới là 164 triệu ha, trong đó châu Á có 148,7 triệu ha thì có 68,1
triệu ha chiếm 45,8% thường bị thiên tai đe dọa, có 55,5 triệu ha thường
bị thiếu nước chiếm 37,4%, trong số này 19,16 triệu ha là đất cạn (lúa rẫy

- upland rice), 36,4 triệu ha đất hoàn toàn nhờ nước trời (rainfed rice), đất
ngập nước chiếm 12,5 triệu ha. Năng suất lúa ở vùng đất khó khăn đạt 0,8
- 1,7 tấn/ha, chỉ bằng 20 - 40% năng suất lúa của vùng chủ động nước.
Các giống lúa gieo cấy trên vùng này phần lớn là giống địa phương có
đặc điểm dài ngày, cao cây, chống đổ kém, năng suất thấp nhưng chất
lượng gạo ngon.
Vào những năm cuối thế kỷ 20 toàn Thế giới trồng 19,1 triệu ha lúa
cạn chiếm 13,2% diện tích trồng lúa thế giới. Trong đó, châu Á trồng
10,7 triệu ha, 6,1 triệu ha ở Mỹ La Tinh và 2,3 triệu ha ở châu Phi. Tỷ lệ
lúa cạn ở Mỹ La Tinh chiếm tới 75% và châu Phi là 50%. Năng suất
trung bình của lúa cạn trên 1 tấn/ha những nơi thuận lợi có thể đạt 2,5
tấn/ha (IRRI,1986) [27].
Ở châu Á, khoảng 50% đất trồng lúa là canh tác nhờ nước trời và
mặc dù năng suất lúa ở những vùng có tưới đã tăng gấp 2 - 3 lần 30 năm
trước đây nhưng ở vùng canh tác nhờ nước trời năng suất tăng lên ở mức
rất nhỏ, bởi vì những vùng này việc sử dụng những giống lúa cải tiến rất
khó khăn do môi trường không đồng nhất và biến động (Kwan Chai
A.G,1972) [28].
Ở châu Phi, lúa cạn đóng vai trò quan trọng hơn trong sản xuất lúa


19
của vùng, được trồng trên khoảng 2,7 triệu ha, đại diện 40% của tổng số
diện tích. Lúa cạn được trồng nhiều ở Cote d’Ivoire, Guinea, Guinea
Bissau, Congo, Madagascar, Sierra Leone và một số nước khác theo
phương pháp du canh, tương tự như trồng ngô, lúa miến và vừng. Diện tích
trồng lúa cạn của vùng này không thuyên giảm mà còn có phần gia tăng vì
nhu cầu lúa gạo của vùng tăng nhanh độ 6% mỗi năm trong thập niên vừa
qua. Lúa cạn thường trồng xen kẽ với các cây màu khác, hoặc luân canh
với ngô, sắn, khoai lang. Gần đây có giống lúa mới gọi là Nerica cho năng

suất cao và ngắn ngày được phổ biến ở các nước Tây Phi, Guinea là nước
đầu tiên trồng đại trà loại lúa này (Yinong Yang and Lizhong Xiong, 2003)
[36].
Ở châu Mỹ La Tinh, tầm quan trọng của lúa cạn cũng khá cao, chủ
yếu ở Brazil (vùng Cerrado khô hạn) và Colombia, lúa cạn được trồng trên
2,9 triệu ha hay 76% của tổng số diện tích lúa của vùng và sản xuất 5,8
triệu tấn lúa hay 33% tổng số sản lượng lúa của vùng trong giữa thập niên
1990. Lúa cạn của châu Mỹ La Tinh đang sút giảm nhiều, chủ yếu ở Brazil
(giảm 40%), vì Chính phủ cắt giảm bao cấp trong sản xuất. Lúa cạn ở
Cerrado của Brazil có tính thương mại, được trồng luân canh với đậu nành
và đồng cỏ, và được cơ giới hóa hoàn toàn từ lúc làm đất đến khi thu
hoạch, biến chế và bảo quản. Nhưng trong các khu rừng ẩm ướt, lúa này
được trồng theo kiểu du canh, năng suất bình quân cao hơn các vùng khác,
đạt 2 - 3 tấn/ha (Ray Wu and Ajay Garg, 2003) [33].
1.2.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
1.2.2.1. Tình hình sản xuất lúa nước
Lúa nước được xem là loại cây trồng và mùa vụ chính quan trọng
nhất ở Việt Nam. Sự hình thành và phát triển sản xuất lúa nước ở nước ta
có lịch sử truyền thống lâu đời và có ảnh hưởng lớn đến đời sống của
người dân. Việt Nam có khoảng 9,3 triệu ha đất nông nghiệp, phần lớn
diện tích đất dành cho trồng lúa là chính khoảng 4,3 triệu ha (chiếm


20
khoảng 46% diện tích đất nông nghiệp). Từ năm 1990 đến nay, sản lượng
lúa gạo Việt Nam liên tục tăng trưởng nhờ biện pháp kỹ thuật canh tác
tốt, đưa giống mới vào sản xuất và một phần nhờ mở rộng diện tích canh
tác hàng năm.
Năm 1990 diện tích canh tác lúa của Việt Nam có khoảng 1,46
triệu ha, đến năm 2000 tăng lên 3,39 triệu ha và đến năm 2011 tăng lên

gấp đôi với 7,65 triệu ha. Năng suất lúa bình quân 3,18 tấn/ha vào năm
1990 và 4,2 tấn/ha vào năm 2000 đã tăng lên 5,53 tấn/ha vào năm 2011.
Năm 2012 năng suất đạt mức cao nhất từ trước đến nay là 5,7 tấn/ha. Sản
lượng lúa ở nước ta năm 1990 chỉ dừng lại ở 19,23 triệu tấn nhưng đến
năm 2000 đã đạt được 32,51 triệu tấn. Năng suất và diện tích canh tác
tăng không ngừng đã giúp Việt Nam lần đầu tiên đạt sản lượng ở mức cao
nhất từ trước tới nay là 42,31 triệu tấn vào năm 2011. Năm 2012 đạt
khoảng 40 triệu tấn, số liệu được thống kê ở bảng 1.3.
Bảng 1.3: Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của Việt Nam qua các
thời kỳ đến nay
Năm

Diện tích (triệu ha)

Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn)

1990

1,46

3,18

19,23

1995

2,05

3,69

24,97

2000

3,39

4,24

32,51

2005

5,20

4,89

35,84

2010

6,75

5,34

39,99

2011

7,65

5,53

42,31

(Nguồn: Tổng cục thống kê năm 2012) [23]
Bên cạnh việc tăng năng suất lúa, Việt Nam đã chú trọng đến nâng
cao chất lượng của lúa gạo. Những giống lúa cổ truyền như Tám Ấp Bẹ,
Tám xoan, Dự, nếp cái Hoa vàng, nếp Hòa Bình, nếp Hải Phòng, Nàng
nhen, Nàng thơm Chợ Đào đã được phục tráng và mở rộng diện tích sản
xuất.


21
Về xuất khẩu gạo, từ năm 1989 Việt Nam đã trở thành nước xuất
khẩu gạo đứng hàng thứ hai trên Thế giới, lượng gạo xuất khẩu hàng năm
khoảng 3,5 triệu tấn gạo. Năm 2009 lần đầu tiên Việt Nam đạt 6,05 triệu
tấn gạo xuất khẩu. Sản lượng xuất khẩu đó không những được duy trì mà
còn tăng liên tiếp trong năm 2010 (6,75 triệu tấn) và năm 2011 (7,11 triệu
tấn). Theo số liệu mới nhất Việt Nam đã xuất khẩu hơn 7,5 triệu tấn vào
năm 2012. Sản lượng gạo xuất khẩu của Việt Nam đã cung cấp lương
thực cho trên 120 Quốc gia trên toàn Thế giới. Dưới đây biểu đồ thể hiện
sản lượng gạo và giá trị kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam từ năm 1989
đến 2011.
8
6,75

7

6,05
4,68

4,56

4

3,39

3

3500
3000

5,2

5

4000

2500
2000
1500

2,05
1,37 1,46

Triệu USD

Triệu tấn

6

2

7,11

Khối lượng
Trị giá

1000

1

500

0

0
1989 1990 1995 1999 2000 2005 2008 2009 2010 2011
Năm

Hình 1.1. Sản lượng gạo xuất khẩu của Việt Nam (1989 - 2011)
Để đảm bảo vấn đề an ninh lương thực và giữ vị trí là một trong
những nước xuất khẩu lúa gạo đứng hàng đầu Thế giới, một vấn đề đặt ra
đó là cần thâm canh tăng vụ, tập trung nguồn lực và trí lực cho việc
nghiên cứu lai tạo ra các giống lúa mới có năng suất cao, chất lượng tốt,
thích ứng với điều kiện ngoại cảnh, ít sâu bệnh, chống chịu tốt với điều
kiện ngoại cảnh bất lợi. Nhằm nâng cao cả về mặt giá trị xuất khẩu, cần
tiếp tục thực hiện chiến lược phát triển lúa chất lượng cao phục vụ cho
công tác xuất khẩu lúa gạo trong những năm tiếp theo.

22
1.2.2.2. Tình hình sản xuất lúa cạn
Lúa cạn đã được trồng trên các vùng đất dốc từ lâu đời và đã trở
thành tập quán của đồng bào dân tộc ít người. Những tỉnh miền núi, diện
tích trồng lúa cạn chiếm tỷ lệ rất lớn như Lai Châu có 52,83%, Sơn La
48,35%, Gia Lai 38,6%, KonTum 21,2%, Lào Cai 27,08%, Điện Biên
27%, Đắc Lắc 17,5% .v.v. Các giống lúa cạn hiện trồng chủ yếu là giống
lúa truyền thống, lâu đời như Tẻ vàng, Tẻ đỏ, Tẻ trắng, Tẻ nương Mộc
Châu, Tẻ mèo, Mộ, Nếp nương, Nếp khẩu nhoi, Mố.v.v. Các giống này
mặc dù vẫn được ưa chuộng như một thứ đặc sản, nhưng đã nhiều năm
gieo trồng không qua tuyển chọn nên năng suất hiện đã rất thấp (Nguyễn
Đức Thạnh, 2000) [19]. Nguyên nhân chủ yếu là do lúa cạn được trồng
bằng những giống không qua tuyển chọn, phương thức trồng theo quảng
canh, đất bị khai thác cạn kiệt, không được bón phân bổ sung. Phần lớn
đất trồng lúa cạn là đất dốc, hàng năm bị rửa trôi mạnh, độ phì đất bị
giảm nhanh chóng làm cho nguồn dinh dưỡng tự nhiên bị cạn kiệt.
Theo kết quả thống kê của Cục Khuyến nông - Khuyến lâm năm
2011 cả nước có khoảng 440.000 ha lúa cạn, chủ yếu phân bố ở Trung du
và miền núi phía Bắc (210.000 ha), Tây Nguyên (128.000 ha), Duyên hải
miền Trung (77.000 ha), Đông Nam bộ (23.000 ha), Đồng bằng sông Cửu
Long (2.000 ha)... Theo báo cáo của các địa phương, sản lượng lúa cạn
toàn quốc năm 2011 đạt khoảng 880 nghìn tấn. Tuy chiếm một diện tích
không lớn so với diện tích lúa nước nhưng lúa cạn là cây trồng truyền
thống, là phương thức giải quyết lương thực tại chỗ đối với đồng bào các
dân tộc ít người vùng núi. Phát triển lúa cạn góp phần ổn định đời sống,
hạn chế du canh du cư đốt nương làm rẫy, giữ gìn, bảo vệ môi trường
sinh thái.

23
1.3. Tình hình nghiên cứu lúa trên Thế giới và ở Việt Nam
1.3.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên Thế giới
1.3.1.1. Tình hình nghiên cứu lúa nước
Vào đầu những năm 1960, Viện nghiên cứu lúa gạo Quốc tế IRRI
đã được thành lập ở Philippines. Viện đã tập trung vào lĩnh vực nghiên
cứu lai tạo và đưa ra sản xuất nhiều giống lúa các loại, tiêu biểu như các
dòng IR, Jasmin. Đặc biệt vào cuối thập niên 60 giống IR8 được trồng
phổ biến ở Việt Nam đã đưa năng suất lúa tăng lên đáng kể. “Cuộc cách
mạng xanh” từ giữa thập niên 60 đã có ảnh hưởng tích cực đến sản lượng
lúa của châu Á. Nhiều tiến bộ kỹ thuật đã được tạo ra để nâng cao năng
suất và sản lượng lúa gạo (IRRI, 1986) [27].
Nhiều nước ở châu Á có diện tích trồng lúa lớn, có kỹ thuật thâm
canh tiên tiến và có kinh nghiệm dân gian phong phú, có đến 85% sản
lượng lúa trên Thế giới tập trung chủ yếu ở 8 nước châu Á, đó là: Trung
Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Myanma và
Nhật bản (Nguyễn Thị Lẫm, 1999) [15].
Viện Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Malaysia (MARDI) đã
đưa ra giống lúa MRIA 1 có khả năng chịu nhiệt, không đòi hỏi nhiều
nước, và có thể được gieo trồng trái vụ, được phát triển thông qua sự hợp
tác với Viện nghiên cứu lúa gạo Quốc tế, MRIA 1 có thời gian chín sau
90 ngày và có khả năng kháng nhiều bệnh hơn ..
Trung Quốc là nước đầu tiên sử dụng thành công ưu thế lai của lúa
vào sản xuất. Đây là thành công có tính quyết định đến việc tạo ra các tổ
hợp lai 3 dòng và 2 dòng sau này. Về chiến lược phát triển lúa lai của
Trung Quốc trong thế kỷ XXI là phát triển lúa lai hai dòng và đẩy mạnh
nghiên cứu lúa lai một dòng. Trung Quốc đã nghiên cứu và lai tạo được
những giống lúa lai tốt có ưu thế lai cao như: Bồi Tạp Sơn Thanh, Q4,
Q5, Nhị ưu 838, Bắc ưu 64, San ưu 63, Bắc thơm số 7, Bồi Tạp 49,…
Những năm gần đây những giống lúa có năng suất, chất lượng cao như: