Nghiên cứu đặc điểm nông học của một số giống lúa cạn thu thập ở các tỉnh miền núi phía bắc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐẶNG THỊ THU HẰNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC CỦA
MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN THU THẬP
Ở CÁC TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH TRỒNG TRỌT

Thái Nguyên - 2010


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐẶNG THỊ THU HẰNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC CỦA
MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN THU THẬP
Ở CÁC TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC
Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT
Mã số: 60.62.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH TRỒNG TRỌT

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN ĐỨC THẠNH

Thái Nguyên - 2010

2


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

Đặng Thị Thu Hằng

3


Lời cảm ơn
Trong quá trình học tập và nghiên cứu đề tài tốt nghiệp cao học tại
Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, được sự giúp đỡ, tạo điều kiện
của nhà trường, Khoa Sau đại học, các thầy cô giáo, gia đình và bạn bè.
Tôi đã vượt qua nhiều khó khăn để hoàn thành đề tài của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn:
1. TS. Nguyễn Đức Thạnh - Trưởng phòng Thanh tra Khảo thí,
trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.
2. Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Sau đại học Trường Đại
học Nông lâm Thái Nguyên.
3. Các thầy cô giáo giảng dạy chuyên ngành trường Đại học Nông
lâm Thái Nguyên.
Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới tất cả các thầy giáo, cô

giáo, bạn bè, đồng nghiệp, người thân cùng gia đình đã động viên, giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả

4


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt
Danh mục bảng biểu
Danh mục biểu đồ, đồ thị
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
2. Mục đích nghiên cứu
3. Ý nghĩa của đề tài
Chương 1- TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.2. Một số khái niệm về lúa cạn
1.3. Nguồn gốc lúa cạn
1.4. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và ở Việt Nam
1.4.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
1.4.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
1.5. Tình hình nghiên cứu lúa trong và ngoài nước
1.5.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới

1.5.2. Tình hình nghiên cứu lúa cạn trên thế giới
1.5.3. Tình hình nghiên cứu lúa trong nước
1.5.4. Tình hình nghiên cứu lúa cạn ở Việt Nam
1.5.4.1. Sự phân bố các vùng trồng lúa cạn ở Việt Nam
1.5.4.2. Những hạn chế trong việc trồng lúa cạn
1.5.4.3. Những kết quả nghiên cứu về chọn giống lúa cạn
1.5.4.4. Một số tình hình thu thập và bảo tồn nguồn gen lúa
cạn ở Việt Nam
Chương 2- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nội dung, đối tượng và địa điểm nghiên cứu
2.1.1. Nội dung nghiên cứu
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu
2.1.3. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu
2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
2.3. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi, đánh giá
2.3.1. Thời gian sinh trưởng, phát triển

5

1
1
3
3
4
4
5
6
8
8
11

14
14
19
28
31
33
36
37
40
42
42
42
42
42
42
45
45


2.3.2. Các đặc tính nông học
2.3.3. Đặc điểm hình thái
2.3.4. Các chỉ tiêu về sâu bệnh hại
2.3.5. Chất lượng hạt
2.3.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
2.3.7. Thử nội nhũ nếp tẻ (Yoan.L.P 1995)
2.3.8. Phương pháp phân loại các giống
2.3.9. Phương pháp xử lý số liệu
Chương 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc điểm về điều kiện đất đai, khí hậu tỉnh Thái Nguyên
3.1.1. Một số đặc điểm chủ yếu về điều kiện đất đai

3.1.2. Điều kiện thời tiết khí hậu
3.2. Thu thập, đánh giá, phân loại tập đoàn các giống lúa cạn
3.2.1. Kết quả thu thập
3.2.2. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa
3.2.3. Đánh giá một số đặc tính nông học của các giống lúa
3.2.4. Phân loại giống dựa theo phẩm chất hạt của các giống lúa
3.2.5. Phân loại giống lúa dựa theo đặc điểm hình thái hạt
3.2.6. Phân loại nhanh loài phụ các giống lúa
3.2.7. Phân loại giống theo khả năng đẻ nhánh và
đường kính lóng gốc
3.2.8. Phân loại giống theo năng suất và các yếu tố
cấu thành năng suất
3.2.9. Đánh giá tập đoàn theo mức nhiễm sâu bệnh hại
3.2.9.1. Đối với bệnh hại
3.2.9.2. Đối với sâu hại
3.3. Đánh giá các giống lúa điển hình được chọn từ
tập đoàn giống lúa thí nghiệm
3.3.1. Thời gian sinh trưởng phát triển của các giống lúa
3.3.2. Đánh giá đặc điểm hình thái
3.3.3. Đánh giá một số đặc tính nông học
3.3.4. Khả năng chống chịu sâu bệnh và một số
chỉ tiêu chất lượng gạo
3.3.5. Đặc điểm năng suất của các giống lúa điển hình
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
1. Kết luận
2. Đề nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

6

46
47
49
52
53
53
53
54
55
55
55
57
60
60
61
63
66
67
69
71
73
80
80
82
83
83
85
87
89

92
96
96
98


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BRRI

:

Bangladesh Rice Research Institute

CIAT

:

Central International Agriculture Tropical

ĐBSCL

:

Đồng bằng sông Cửu Long

IITA

:

International Institute of Tropical Agriculture

IRRI

:

International Rice Research Institute

WARDA :

West Africa Rice Development Association

7


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây 9
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo của 10 nước đứng đầu thế giới
2009
11
Bảng 1.3. Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ 1970, 1980, 1990
và 2000-2009
13
Bảng 1.4. Sự đa dạng của giống lúa cạn truyền thống tại Krông Nô,
Dalak, 2004
40
Bảng 1.5. Số lượng giống lúa cạn qua các năm tại huyện Krông Nô
41
Bảng 3.1. Một số yếu tố khí hậu, thời tiết qua các tháng, trung bình

trong 2 năm (2009 – 2010)
58
Bảng 3.2. Số giống lúa thu được tại các địa phương
60
Bảng 3.3. Phân loại giống theo thời gian sinh trưởng
62
Bảng 3.4. Đánh giá tập đoàn theo đặc tính nông học
64
Bảng 3.5. Phân loại giống dựa theo đặc điểm nội nhũ
66
Bảng 3.6. Phân loại giống lúa theo đặc điểm hình thái hạt
68
Bảng 3.7. Phân loại nhanh các giống lúa
70
Bảng 3.8. Phân loại giống theo khả năng đẻ nhánh và
đường kính lóng gốc
71
Bảng 3.9. Tương quan giữa khả năng đẻ nhánh và đường kính lóng gốc 72
Bảng 3.10. Phân loại giống theo số hạt chắc/bông và trọng lượng
1000 hạt
73
Bảng 3.11. Tương quan giữa số hạt chắc/bông và trọng lượng 1000 hạt 74
Bảng 3.12. Phân loại giống theo khối lượng hạt/bông và năng suất cá thể 75
Bảng 3.13. Tương quan giữa khối lượng hạt/bông và năng suất cá thể 76
Bảng 3.14. Phân loại giống theo số bông/khóm và chiều dài bông chính 78
Bảng 3.15. Phân loại giống theo năng suất lý thuyết
79
Bảng 3.16. Đánh giá tập đoàn theo mức nhiễm bệnh hại
81
Bảng 3.17. Đánh giá tập đoàn theo mức độ hại của sâu

83
Bảng 3.18. Thời gian sinh trưởng phát triển của các giống lúa
84
Bảng 3.19. Đặc điểm hình thái của một số giống lúa điển hình
86
Bảng 3.20. Đặc tính nông học của các giống lúa điển hình
88
Bảng 3.21. Khả năng chống chịu và một số chỉ tiêu chất lượng gạo
90
Bảng 3.22. Đặc điểm năng suất một số giống lúa nếp điển hình
92
Bảng 3.23. Đặc điểm năng suất một số giống lúa tẻ điển hình
94

8


DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH

Trang
Hình 3.1. Phân loại giống theo thời gian sinh trưởng

62

Hình 3.2. Phân loại giống theo số hạt chắc/bông

74

Hình 3.3. Phân loại giống theo năng suất cá thể

75

Hình 3.4. Phân loại giống theo số bông/khóm

78

Hình 3.5. Phân loại giống theo chiều dài bông chính

78

Hình 3.6. Năng suất của các giống lúa nếp điển hình

92

Hình 3.7. Năng suất của các giống lúa tẻ điển hình

94

9


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Việt Nam là một đất nước đa dạng sinh học nông nghiệp. Trong nửa
thế kỷ qua, Việt Nam đã trải qua một giai đoạn lịch sử phức tạp, hậu quả
của chiến tranh đã ảnh hưởng to lớn đến đa dạng sinh học. Nhà nước Việt
Nam đã có những nỗ lực to lớn để ngăn chặn suy giảm đa dạng sinh học
nói chung và tài nguyên di truyền thực vật nói riêng.
Diện tích lãnh thổ không lớn nhưng Việt Nam là một trong 15 quốc
gia đa dạng và giàu có nhất thế giới về tài nguyên di truyền thực vật, với dự

tính có thể có 20.000-30.000 loài thực vật chiếm 6,5% số loài có trên thế
giới. Theo số liệu hiện nay, hệ thực vật Việt Nam có trên 14.000 loài thực
vật bậc cao. Nếu so sánh với Bắc Mỹ bao gồm Hoa Kỳ và Canada diện tích
gần 20 triệu km2, cả châu Úc diện tích 7 triệu km2 cũng chỉ có tương ứng là
12.000 và 8.000 loài. Điều quan trọng khác là tỷ lệ các loài cây bản địa của
Việt Nam cao, đến 40%, là tỷ lệ mà ít nước có. Riêng đối với cây lúa, cây
trồng truyền thống của Việt Nam, Nguyễn Hữu Nghĩa và Lê Vĩnh Thảo
(2007) đã mô tả các loại hình phong phú và chất lượng thơm ngon đặc biệt
cũng như có chứa nhiều khoáng chất quan trọng đối với cơ thể con người
và đã dẫn các số liệu cho thấy trong tổng số 464 giống lúa đại diện ở miền
Bắc Việt Nam đưa vào phân loại dựa trên mẫu Isozyme có 147 giống đặc
sản chiếm 36,68%.
Nhiều nguồn gen thực vật quý của Việt Nam đã góp phần tạo nên
thắng lợi của Cách mạng xanh và sẽ đóng góp lớn cho thành tựu nông
nghiệp của cả nhân loại trong tương lai. Theo số liệu điều tra ban đầu,
nguồn gen giống cây trồng hiện đang sử dụng trong sản xuất nông nghiệp
của Việt Nam từ 16 nhóm các loại cây trồng khác nhau. Số lượng các loài
thực vật có quan hệ họ hàng với cây trồng là khoảng trên 1.300 loài, trong

10


đó có nhiều loài đã và đang bị lãng quên. Ngoài ra có rất nhiều loài thực vật
có giá trị nông nghiệp chưa được khai thác sử dụng nhiều. Kết quả điều tra
cũng cho thấy số loài cây bị đe dọa rất nhiều và ngày càng xuất hiện nhiều
trong Sách đỏ Việt Nam (IUCN, 2006). Hiện nay, tại Ngân hàng gen cây
trồng Quốc gia đang bảo tồn hơn 12.300 giống của 115 loài cây trồng. Đó
là tài sản quí, phần lớn không còn trong sản xuất và trong tự nhiên nữa.
Một bộ phận quan trọng của số giống này là nguồn gen bản địa với nhiều
đặc tính quí mà duy nhất chỉ có ở Việt Nam.

Như vậy, Việt Nam có sự phong phú và đa dạng cao về tài nguyên di
truyền thực vật, trong đó có nguồn gen giống lúa, một trong những cây
trồng gắn liền với quá trình phát triển của người Việt Nam và có vai trò
quan trọng trong nét văn hoá ẩm thực của dân tộc.
Tuy nhiên, do ảnh hưởng của chiến tranh, thiên tai như lũ lụt, hạn
hán và do tác động của các yếu tố kinh tế, văn hoá, xã hội, yếu tố sinh học
và một phần bị lạm dụng bởi các tổ chức và cá nhân nước ngoài, nhiều
giống lúa địa phương quí hiếm có nguy cơ cao bị xói mòn nguồn gen. Một
ví dụ về sự mất mát nguồn gen lúa của Việt Nam, đó là: Nhiều giống lúa
quí có giá trị rất cao trong việc lai tạo giống lúa thơm thương mại hiện nay
không thể tìm thấy tại Việt nam mà chúng đã thuộc quyền sở hữu của một
số quốc gia khác.
Qua đó cho thấy biện pháp tổ chức và quản lý hợp lý nhiệm vụ bảo
tồn để phục vụ cho khai thác, sử dụng có hiệu quả tài nguyên cây nông
nghiệp nói chung và cây lúa nói riêng là nhiệm vụ khoa học cấp bách của
nước ta hiện nay.
Hệ sinh thái đồng ruộng Việt Nam khá đa dạng và phong phú giống
lúa, cây lúa phân bố rộng và thích hợp nhiều vùng. Tuy nhiên, nguồn gen
lúa hiện nay đang ngày càng suy giảm, trong đó sự suy giảm nguồn gen lúa
cạn được thể hiện rõ qua điều tra trong khuôn khổ chương trình sưu tập bảo

11


tồn tài nguyên di truyền cây lúa của IRRI và các dự án bảo tồn tại chỗ sự đa
dạng sinh học trên đồng ruộng của Việt Nam.
Để ngăn chặn sự xói mòn nghiêm trọng tài nguyên di truyền thực vật
cho lương thực và nông nghiệp của Việt Nam nói chung và tài nguyên di
truyền giống lúa cạn nói riêng, Nhà nước đã có nhiều nỗ lực bằng các biện
pháp khác nhau như hình thành mạng lưới lưu giữ và bảo tồn nguồn gen,

tăng cường ngân sách cho công tác điều tra nghiên cứu và thu thập, bảo
tồn, nâng cao sự tham gia của các bên liên quan đến công tác bảo tồn đa
dạng sinh học.
Nhằm thực hiện chủ trương của Nhà nước, góp phần sử dụng bền
vững nguồn gen giống lúa, trong đó có nguồn gen lúa cạn, bảo vệ các tri
thức bản địa và sự đa dạng sinh học đối với cây lúa, chúng tôi thực hiện đề
tài:
“ Nghiên cứu đặc điểm nông học của một số giống lúa cạn thu
thập ở các tỉnh miền núi phía Bắc”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Thu thập các giống lúa cạn tại một số tỉnh miền múi phía Bắc nhằm
duy trì và bảo tồn nguồn gen.
- Đánh giá đặc điểm nông học của các giống lúa cạn thu thập được.
- Phân loại loài phụ nguồn gen lúa cạn thu thập được.
3. Ý nghĩa của đề tài
* Ý nghĩa khoa học:
- Thu thập và đánh giá đặc tính nông học của các giống lúa cạn được
thu thập tại một số tỉnh miền núi phía Bắc.
- Là cơ sở cho việc duy trì và bảo tồn nguồn gen lúa cạn, bảo vệ sự
đa dạng sinh học của cây lúa.
* Ý nghĩa thực tiễn:
- Lựa chọn các giống lúa có chất lượng, khuyến cáo nhân rộng với
qui mô hợp lý tại các địa phương.
- Đa dạng hoá thêm bộ giống lúa.

12


Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Trong sản xuất nông nghiệp, giống là một loại tư liệu sản xuất quan
trọng cũng như đất, phân bón và công cụ sản xuất. Nếu không có giống,
không thể sản xuất ra bất cứ một loại nông phẩm nào. Giống cây trồng
chính là một yếu tố quan trọng trong việc tăng năng suất và chất lượng của
sản phẩm. Trong thực tế, xét yếu tố giống cây trồng nói chung và giống lúa
nói riêng thì chưa bao giờ thỏa mãn được yêu cầu của sản xuất. Khi sản
xuất phát triển, khả năng đầu tư thâm canh cao thì yêu cầu về giống cây
trồng là vấn đề quyết định.
Qua tổng kết về sản xuất lúa cho thấy: Nếu đầu tư giống tốt, chất
lượng cao thì sẽ góp phần làm tăng năng suất từ 15-20%, thậm chí có nơi
tăng từ 24-40%. Chính vì vậy mà giống cây trồng thường xuyên được quan
tâm đầu tư, từ việc nghiên cứu chọn tạo giống mới đến ứng dụng tiến bộ
khoa học kỹ thuật về giống vào sản xuất.
Ở nước ta lúa cạn đã tồn tại từ lâu đời cung cấp một lượng lớn lương
thực cho nhân dân vùng cao. Đây là nguồn gen quí trong lai tạo và chọn
giống lúa do lúa cạn có những đặc tính nông học đặc biệt, khác với những
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 tiên, phát triển theo
hướng chín sớm, có khả năng chống chịu tốt với hạn, nhất là hạn cuối vụ
mùa, chống chịu sâu bệnh và chịu đất nghèo dinh dưỡng, thích nghi cao với
điều kiện sinh thái khó khăn [9].
Do vậy việc duy trì và bảo tồn nguồn gen giống lúa cạn là việc làm
cần thiết và cấp bách. Ở Việt Nam, nhiệm vụ bảo tồn tài nguyên di truyền
đã được tiến hành từ lâu, nhưng chỉ đến năm 1987 sau khi Bộ Khoa học,

13

Công nghệ và Môi trường ban hành quy chế quản lý và bảo tồn nguồn gen
thực vật, động vật và vi sinh vật thì một mạng lưới bảo tồn tài nguyên di
truyền mới được hình thành và cùng với nó là các văn bản pháp quy của
Nhà nước về quản lý và bảo tồn khai thác sử dụng nguồn gen lần lượt được
xây dựng và ban hành.
Cho đến nay, có 42 văn bản chính sách liên quan trực tiếp đến tài
nguyên di truyền thực vật của Việt Nam được ban hành gồm có 7 Luật, 2
Pháp lệnh, 6 Nghị định, 30 Quyết định và 2 Thông tư liên Bộ. Trong đó có
các văn bản mới, có nhiều liên quan đến bảo tồn và khai thác tài nguyên di
truyền thực vật như: Pháp lệnh Giống cây trồng, Luật sở hữu trí tuệ [8].
Sự ra đời của các văn bản chính sách nêu trên đã nói lên tầm quan
trọng của việc bảo tồn tài nguyên di truyền nói chung và bảo tồn nguồn gen
di truyền các cây trồng địa phương nói riêng, góp phần quan trọng duy trì
sự đa dạng sinh học.
Để thu thập và duy trì nguồn gen lúa cạn, cần đánh giá đặc điểm
nông học, phân loại các giống này theo Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây
lúa [7] và sử dụng phương pháp phân loại loài phụ.
1.2. Một số khái niệm về lúa cạn
Trên thế giới có nhiều cách định nghĩa về lúa cạn. Theo định nghĩa
tại Hội thảo nghiên cứu lúa cạn ở Bonake, Bờ Biển Ngà (1982): “Lúa cạn
được trồng trên đất thoát nước, không có sự tích trữ nước trên bề mặt,
không được cung cấp nước và không đắp bờ, chỉ được tưới nhờ mưa tự
nhiên” [34]
Theo Garrity D.P [35] 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 các biến dị chịu hạn

14

ngày càng cao. Vì vậy giống lúa cạn có khả năng sinh trưởng bình thường
khi ở ruộng nước.
Huke R.E (1982) [40] 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) [13] chia lúa cạn thành 2 dạng:
- Lúa cạn thực sự hay còn gọi là lúa nương (rẫy), là loại trồng trên
các triền dốc của đồi núi, không có bờ ngăn nước, luôn không có nước ở
chân, cây lúa sống nhờ nước trời.
- Lúa cạn không hoàn toàn hay lúa nước trời là loại lúa 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 Arrau Deau M.A, Xuan V.T (1995) [27] 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.
Theo Nguyễn Thị Lẫm và cs [9] lúa cạn ngày nay bao gồm hai
nhóm:
- Giống lúa cạn cổ truyền
- Nhóm giống lúa cạn mới lai tạo mang những đặc điểm quí của lúa
nước và lúa cạn.
1.3. Nguồn gốc lúa cạn
Lúa nói chung và lúa cạn nói riêng là một trong những cây trồng cổ
xưa nhất của loài người. Có 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 8.000 năm [43]. Tổ tiên trực tiếp của lúa trồng châu Á (Oryza sativa
L.) vẫn còn chưa có những kết luận chắc chắn. Một số tác giả như Sampath

15


và Rao (1951) [50], Sampath và Govidaswami (1958) [51], Oka (1974)
[48] cho rằng O.sativa được tiến hóa từ lúa dại lâu năm O.rufipogon, còn
các tác giả khác như Chatterjee (1951) [32], Chang (1976) [31] lại cho rằng
O.sativa được tiến hóa từ lúa dại hàng năm O.nivara. Các nhà khoa học
Nhật Bản như Oka (1988) [49], Morshima và cộng sự (1992) [44] 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 xứ từ Trung Quốc
(Decadolle A., 1985; Roscheviez, Ru., 1931) và Ấn Độ (Sampath và Rao,
1951) [50]. Theo công bố của Chang (1976) [31] thì O.sativa xuất hiện đầu
tiên trên một vùng rộng lớn từ lưu vực sông Gamges 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 lên tận 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 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
Philippines, Đài Loan đến Ryukyus của Nhật Bản.
Theo Nguyễn Thị Lẫm [9] và nhiều tác giả khác đều cho rằng nguồn
gốc lúa cạn là từ lúa nước. Trong quá trình phát triển do có sự thay đổi về
điều kiện đất đai và yêu cầu về lương thực của con người, cây lúa đã phát

triển lên những vùng cao hơn. Sống trong điều kiện đó cây lúa có một số
biến đổi thích nghi với hoàn cảnh khô hạn. Dần dần qua nhiều thế hệ đã

16


hình thành nên nhóm lúa cạn. Lúa cạn phân bố rất rộng, có khả năng chịu
rét cao và được trồng ở miền núi có độ cao 2.700 m so với mặt biển. Giữa
lúa nước và lúa cạn tuy có khác nhau về yêu cầu nước, khả năng chịu hạn
khi thiếu nước, đặc biệt ở thời kỳ sinh trưởng từ làm đòng đến chín, khác
nhau về một số đặc điểm sinh thái, hình thái phù hợp với điều kiện sống
khác nhau, nhưng giữa chúng vẫn còn vết tích về cấu tạo giải phẫu. Những
điều đó chứng tỏ chúng có mối quan hệ với nhau. Do đặc điểm của hai
nhóm lúa này khác nhau nên yêu cầu kỹ thuật cũng khác nhau. Lúa cạn là
lúa trồng trong mùa mưa, trên đất cao, đất thoát nước tự nhiên, trên những
chân ruộng không đắp bờ hay không có bờ và không có nước dự trữ trên bề
mặt. Lúa cạn được hình thành và phát triển để thích nghi với những vùng
trồng lúa thường gặp hạn. Như vậy những giống lúa cạn có khả năng trồng
ở đất cạn vẫn sinh trưởng bình thường trên ruộng có nước.
1.4. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và ở Việt Nam
1.4.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
Dân số thế giới không ngừng tăng cao. Để đáp ứng nhu cầu ngày
càng cao về lương thực, sản xuất lúa gạo trong vài thập kỷ gần đây đã có
mức tăng trưởng đáng kể, nhưng phân bố không đều do các trở ngại về tiếp
cận lương thực, thu nhập quốc gia và thu nhập của hộ gia đình không đủ để
mua lương thực, sự bất ổn giữa cung cầu, thiệt hại do thiên tai mang lại là
những nhân tố khiến cho vấn đề lương thực trở nên cấp thiết hơn lúc nào
hết. Tuy tổng sản lượng lúa không ngừng được gia tăng, năm sau cao hơn
năm trước nhưng dân số tăng nhanh hơn, nhất là ở các nước đang phát
triển, nên lương thực vẫn là vấn đề cấp bách phải quan tâm trong những

năm trước mắt cũng như lâu dài.
Hiện nay trên thế giới có trên một trăm nước trồng lúa ở hầu hết các
châu lục với tổng diện tích là 161,4 triệu ha. Theo (FAO STAT, 2010) [39]
thì sản xuất lúa gạo tập trung chủ yếu ở các nước châu Á nơi chiếm tới

17


88,7% diện tích gieo trồng và sản lượng. Trong đó Ấn Độ là nước có diện
tích lúa lớn nhất (44,1 triệu ha), tiếp đến là Trung Quốc (trên 29,9 triệu ha)
[39].
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây
Năm

Diện tích
(Nghìn ha)

Năng suất
(tạ/ha)

Sản lượng
(Nghìn tấn)

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) [39]

Bảng 1.1 cho thấy 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
70, 90 của thế kỷ XX và có xu hướng ổn định từ những năm đầu của thế kỷ
XXI. Về năng suất của lúa cũng tăng dần qua các năm và tăng nhanh nhất
vào thập niên 70, 80. Đến thập niên 90 và những năm đầu của thế kỷ XXI

18


năng suất lúa tăng chậm lại song nhìn chung năng suất tăng gần gấp đôi từ
23,81 tạ/ha năm 1970 lên 42,04 tạ/ha vào năm 2009. Điều này cho thấy
“cuộc Cách mạng xanh” từ giữa thập niên 60 đã ảnh hưởng tích cực đến
sản lượng lúa của thế giới nói chung và của châu Á nói riêng, những tiến
bộ kỹ thuật mới nhất là giống mới, kỹ thuật thâm canh tiên tiến được áp
dụng rộng rãi trong sản xuất đã góp phần làm cho sản lượng lúa tăng lên
đáng kể.
Châu Á gồm 8 nước có sản lượng cao nhất đó là Trung Quốc, Ấn
Độ, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Myanma và Nhật Bản.
Hiện nay châu Á có diện tích lúa cao nhất với 143,4 triệu ha, sản lượng
611,7 triệu tấn.
Theo FAO STAT (2010), nước có diện tích trồng lúa lớn nhất là Ấn

Độ với diện tích 44,1 triệu ha, sản lượng lúa của Ấn Độ là 131,3 triệu tấn,
chiếm 19,3% tổng sản lượng của thế giới.
Trung Quốc là một nước có dân số đông nhất thế giới, trong vài thập
niên gần đây Trung Quốc có nhiều thành tựu trong cải tiến giống lúa, trong
đó đặc biệt quan tâm đến sử dụng ưu thế lai ở lúa do đó năng suất bình
quân đạt 65,9 tạ/ha, sản lượng đạt 197,26 triệu tấn (đứng đầu về sản lượng
lúa trên thế giới). Tuy nhiên trong những năm gần đây diện tích canh tác
lúa của Trung Quốc giảm do quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa tăng
nhanh bên cạnh đó nguồn nước ngọt không đủ và phân bố không đều. Đây
cũng là trở ngại lớn trong việc nâng cao năng suất và sản lượng lúa của
Trung Quốc.
Ở Thái Lan đất đai màu mỡ, diện tích canh tác lớn (chiếm khoảng
40% diện tích tự nhiên), điều kiện thời tiết thuận lợi, mưa thuận gió hòa
thích hợp cho phát triển cây lúa nước. Vì vậy, cây lúa là cây trồng chính
trong sản xuất nông nghiệp của Thái Lan với diện tích 10,96 triệu ha, năng

19


suất bình quân 28,7 tạ/ha, sản lượng 31,5 triệu tấn và là nước xuất khẩu gạo
đứng đầu thế giới.
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo của 10 nước đứng đầu thế giới 2009
Tên nước

Diện tích
(ha)

Năng suất
(tạ/ha)

Sản lượng
(tấn)

Thế giới

161.420.743

42,044

678.688.289

Ấn Độ

44.100.000

29,767

131.274.000

Trung Quốc

29.932.292

65,901

197.257.175

Indonesia

12.883.576

49,985

64.698.890

Bangladesh

11.500.000

39,195

45.075.000

Thái Lan

10.963.126

28,698

31.462.886

Việt Nam

7.440.100

52,278

38.895.500

Philippines

4.532.300

35,889

16.266.417

Brazil

2.887.651

43,65

12.604.782

Pakistan

2.883.000

35,811

10.324.500

Nhật Bản

1.624.000

65,224

10.592.500

(Nguồn: FAO STAT năm 2010) [39]

1.4.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
Việt Nam là một trong mười nước sản xuất lúa gạo nhiều nhất thế
giới, với đặc điểm tự nhiên ưu đãi, vị trí địa lý nằm ở vùng Đông Nam châu
Á, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, có nhiều đồng bằng châu thổ rộng lớn
được phù sa bồi đắp, cây lúa trở thành cây lương thực chủ yếu, có ý nghía
quan trọng trong đời sống của người dân Việt Nam [4].
Từ thuở đầu dựng nước cây lúa đã được gắn liền với nền văn minh
lúa nước trong suốt chiều dài lịch sử dựng nước và giữ nước của dân tộc ta.

20


Cùng với thời gian diện tích và năng suất lúa không ngừng tăng lên rõ rệt,
tổng diện tích lúa của cả nước từ 4,72 triệu ha năm 1970 tăng lên 7,67 triệu
ha năm 2000 và giảm xuống còn 7,44 triệu ha năm 2009. Năng suất không
ngừng được nâng cao từ 21,5 tạ/ha (năm 1970) lên 52,3 tạ/ha (năm 2009).
Tuy nhiên trong những năm gần đây do quá trình đô thị hóa, công nghiệp
hóa đã làm diện tích trồng lúa có xu hướng giảm, mặc dù sản lượng vẫn
tăng do việc ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất làm tăng
năng suất lúa. Bên cạnh việc tăng năng suất lúa, chúng ta cũng đã chú trọng
đến 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 trong sản xuất
[19].
Nghề trồng lúa ở Việt Nam có từ lâu đời và gắn liền với sự phát triển
nông nghiệp của nước ta. Với những kinh nghiệm quí báu của ông cha ta để
lại và trí thông minh sáng tạo đã tiếp thu những tiến bộ khoa học kỹ thuật

mới vào sản xuất làm cho nghề trồng lúa của Việt Nam không ngừng phát
triển. Nước ta từ một nước thiếu đói lương thực triền miên, bằng nội lực
của mình đã trở thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ hai thế giới.
Từ Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VI nền sản xuất nông nghiệp của
nước ta chuyển từ kinh tế tập thể lấy Hợp tác xã nông nghiệp quản lý và
điều hành kế hoạch sản xuất, sang cơ chế lấy hộ gia đình là đơn vị kinh tế
tự chủ vì vậy đã khuyến khích người dân đầu tư về công sức tiền của cho
việc chuyển dịch cơ cấu sản xuất, thâm canh tăng vụ vì vậy sản lượng lúa
của Việt Nam không ngừng được tăng cao. Nước ta đã giải quyết cơ bản
vấn đề thiếu lương thực, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và còn xuất
khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới (sau Thái Lan). Tuy nhiên trong vài năm trở
lại đây diện tích trồng lúa có xu hướng giảm dần nguyên nhân chủ yếu là
do quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa đã và đang làm cho diện tích đất

21


nông nghiệp nói chung và đất trồng lúa nói riêng giảm đáng kể. Nếu so
sánh năm 2000 với 2009 thì diện tích trồng lúa của nước ta giảm tới
226.200 ha (FAO STAT, 2010) [39].
Bảng 1.3. Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ
1970, 1980, 1990 và 2000-2009
Năm
Diện tích
Năng suất
Sản lượng
(ha)
(tạ/ha)
(tấn)
1970

4.724.400

21,533

10.173.300

1980

5.600.200

20,798

11.647.400

1990

6.042.800

31,814

19.225.104

2000

7.666.300

42,431

32.529.500

2001

7.492.700

42,852

32.108.400

2002

7.504.300

45,903

34.447.200

2003

7.452.200

46,387

34.568.800

2004

7.445.300

48,552

36.148.900

2005

7.329.200

48,890

35.832.900

2006

7.324.800

48,942

35.849.500

2007

7.207.400

49,869

35.942.700

2008

7.414.300

52,230

38.725.100

2009

7.440.100

52,278

38.895.500

(Nguồn: FAO STAT năm 2010) [39]

Sản xuất lương thực trong thời kỳ đổi mới của đất nước được Đảng
ta xác định là vấn đề quan trọng để đảm bảo nhu cầu cơ bản của nhân dân
và ổn định xã hội. Cần tập trung phát triển sản xuất lương thực ở những
vùng và tiểu vùng trọng điểm, phấn đấu tăng sản lượng lương thực bình
quân đầu người, nâng cao chất lượng sản xuất và chế biến lương thực đáp

22


ứng nhu cầu tiêu dùng, dự trữ và xuất khẩu (Chủ trương chính sách của
Đảng Nhà nước về tiếp tục đổi mới và phát triển nông nghiệp, nông thôn).
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.
1.5. Tình hình nghiên cứu lúa trong và ngoài nước
1.5.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới
Vào đầu những năm 1960, Viện nghiên cứu lúa gạo Quốc tế
International Rice Research Institute (IRRI) đã được thành lập ở
Philippines. Viện này 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 thập niên 80 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.
Các nhà nghiên cứu của Viện lúa Quốc tế (IRRI) nhận thức rằng các
giống lúa mới thấp cây, lá đứng, tiềm năng năng suất cao cũng chỉ có thể
giải quyết vấn đề lương thực trong phạm vi hạn chế. Hiện nay Viện IRRI
đang tập trung vào nghiên cứu chọn tạo ra các giống lúa cao sản (siêu lúa)
có thể đạt 13 tấn/ha/vụ, đồng thời phát huy kết quả chọn tạo 2 giống là IR6
và Jasmin là giống có phẩm chất gạo tốt, được trồng rộng rãi ở nhiều nơi
trên thế giới. Trên cơ sở một số giống lúa chất lượng cao Viện IRRI đang
tập trung vào nghiên cứu, chọn tạo các giống lúa có chất lượng cao (giàu

23


vitamin, giàu protein, có mùi thơm, cơm dẻo…) vừa để giải quyết vấn đề
an ninh lương thực, vừa đáp ứng được nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của
người tiêu dùng [29].
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 phụ thuộc vào 8 nước châu Á, đó là: Trung Quốc,
Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Myanma và Nhật bản
[9].
Trung Quốc là quốc gia đông dân nhất thế giới, là một nước thiếu đói
lương thực trầm trọng trong thập niên 60, 70 của thế kỷ trước, vì vậy công
tác nghiên cứu, lai tạo, chọn tạo và ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật,
nhất là giống lúa mới vào sản xuất được đặc biệt chú trọng. Trong lịch sử
phát triển lúa lai trên thế giới, Trung Quốc là nước đầu tiên sử dụng thành
công ưu thế lai của lúa vào sản xuất. Năm 1960 khi theo dõi thí nghiệm của
mình, Viên Long Bình phát hiện một cây lúa lạ khỏe, bông to, hạt nhiều.
Nhưng ông đã thất vọng vì chưa tìm ra phương pháp sử dụng ưu thế lai.
Sau đó ông bắt đầu tìm dòng bất dục đực. Con đường tạo giống ưu thế lai
theo phương pháp “3 dòng” được hé mở từ đây. Năm 1964, Viên Long
Bình phát hiện cây có tính bất dục đực nhưng không giữ được tính bất dục
đó bởi không có dòng duy trì mẹ. Tháng 11/1970 Lý Tất Hồ cộng tác với
Viêm Long Bình thu được cây bất dục đực trong loài lúa dại ở đảo Hải
Nam. Đây là thành công có tính quyết định đến việc tạo ra các tổ hợp lai 3
dòng và 2 dòng sau này. Vào năm 1974, các nhà khoa học Trung Quốc đã
cho ra đời những tổ hợp lai có ưu thế lai cao, đồng thời quy trình kỹ thuật
sản xuất hạt lai hệ “3 dòng” được hoàn thiện và đưa vào sản xuất năm
1975, đánh dấu bước ngoặt to lớn trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp ở
Trung Quốc nói riêng và trên toàn thế giới nói chung [10]. Những năm cuối
thế kỷ XX, đầu thế kỷ XXI Trung Quốc tập trung vào việc lai tạo các giống

24


lúa lai 2 dòng và đang hướng tới tạo ra các giống lúa lai 1 dòng siêu cao
sản (siêu lúa) có thể đạt năng suất 18 tấn/ha/vụ. 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, lúa lai siêu cao sản nhằm nâng cao
năng suất, sản lượng lúa gạo của đất nước [42].
Lúa lai ra đời đã giúp nền sản xuất lúa Trung Quốc phá được hiện
tượng “đội trần” của năng suất lúa lúc bấy giờ và lúa lai được coi là thành
tựu sinh học của loài người, được xem là “chàng hiệp sỹ khổng lồ đứng lên
tiêu diệt giặt đói đang đe dọa hành tinh chúng ta” [10]. Có thể nói rằng
Trung Quốc là nước đi tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu, ứng dụng lúa
lai, đưa lúa lai vào sản xuất đại trà. Nhờ đó đã làm tăng năng suất và sản
lượng lúa gạo của Trung Quốc, góp phần đảm bảo an ninh lương thực cho
một nước đông dân nhất thế giới. Các giống lúa lai của Trung Quốc được
tạo ra trong thời gian gần đây đều có tính ưu việt hơn hẳn về năng suất,
chất lượng và khả năng chống chịu sâu, bệnh. Các giống lúa lai như: Bồi
Tạp Sơn Thanh, Nhị ưu 838, San Ưu Quế, Bắc Thơm, CV1, D.Ưu 527…
Những năm gần đây những giống lúa có năng suất, chất lượng cao như:
Khang dân 18, Ải Mai Hương, Ải Hòa Thành,… được Trung Quốc chọn
tạo và thuần hóa để tạo dòng thuần, đây là điều kiện thuận lợi để Việt Nam
nhập nội, khảo nghiệm, đưa vào sản xuất làm phong phú thêm bộ giống lúa
chất lượng tại Việt Nam.
Ấn Độ là một nước có diện tích trồng lúa đứng đầu thế giới, đồng
thời Ấn Độ cũng là nước đi đầu trong “cuộc cách mạng xanh” về đưa các
tiến bộ khoa học kỹ thuật nhất là giống mới vào sản xuất, làm tăng năng
suất và sản lượng lúa gạo của Ấn Độ. Viện nghiên cứu giống lúa trung
ương của Ấn Độ được thành lập vào năm 1946 tại Cuttuck bang Orisa là
nơi tập trung nghiên cứu, lai tạo các giống lúa mới phục vụ sản xuất. Bên
cạnh đó Ấn Độ cũng là nước có giống lúa chất lượng cao nổi tiếng trên thế

25