Nghiên Cứu Khả Năng Sinh Trưởng, Phát Triển, Năng Suất Và Các Yếu Tố Cấu Thành Năng Suất Của Một Số Giống Lúa Cạn Có Triển Vọng Tại Thái Nguyên

đại học thái nguyên
Trờng đại học nông lâm

Vũ thị thanh hòa

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

Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

Thái nguyên, 2011


đại học thái nguyên
Trờng đại học nông lâm

Vũ thị thanh hòa

"nghiên cứu khả năng sinh trởng, phát triển,
năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của
một số giống lúa cạn có triển vọng tại thái nguyên"
Chuyên ngành: Trồng trọt
Mã số: 60.62.01

Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

Hớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Hữu Hồng

Thái nguyên, 2011

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

Vũ Thị Thanh Hoà


LỜI CẢM ƠN

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

tháng năm 2011

Tác giả


MỤC LỤC

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

1.6. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa cạn trên thế giới và Việt Nam ......... 15
1.6.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa cạn trên thế giới ............................ 15
1.6.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa cạn ở Việt Nam............................. 27
1.6.2.1. Những hạn chế trong việc trồng lúa cạn ............................................ 31


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

canh tác phụ thuộc nước trời vụ Mùa 2010. ................................................... 52
3.2.1. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm trong vụ Mùa 2010 .... 52


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

3.4. Chất lượng hạt gạo của các giống lúa tham gia thí nghiệm ..................... 79


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


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong những thập kỷ gần đây ......11
Bảng 1.2: Tình hình sản xuất lúa của 10 nước đứng đầu trên thế giới năm 2009 .... 12
Bảng 1.3: Tình hình sản xuất lúa gạo của Việt Nam .............................................14
Bảng 3.1: Điều kiện thời tiết khí hậu vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011 .................50
Bảng 3.2: Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010.....53
Bảng 3.3: Đặc tính nông học của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 ..........55
Bảng 3.4: Các đặc điểm hình thái của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010...57
Bảng 3.5: Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 .........59
Bảng 3.6: Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm vụ
Mùa 2010 ................................................................................... 61
Bảng 3.7: Chỉ số diện tích lá của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 ...........63
Bảng 3.8: Khả năng tích luỹ vật chất khô của các giống lúa thí nghiệm vụ
Mùa 2010 ................................................................................... 64
Bảng 3.9: Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm vụ
Mùa 2010 ................................................................................... 65
Bảng 3.10: Năng suất lý thuyết, năng suất thực thu, xếp hạng và đánh giá của các

giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 .........................................................66
Bảng 3.11: Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2011 .. 68
Bảng 3.12: Đặc tính nông học của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 ........69
Bảng 3.13: Các đặc điểm hình thái của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 ..... 70
Bảng 3.14: Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010.......71
Bảng 3.15: Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống lúa thí nghiệm vụ
Mùa 2010 ................................................................................... 73
Bảng 3.16: Khả năng chịu hạn và phục hồi sau hạn của các giống lúa thí nghiệm
vụ Mùa 2010 .............................................................................................74


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


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BRRI

: Bangladesh Rice Research Institute

CIAT

: Central International Agriculture Tropical

IITA

: International Institute of Tropical Agriculture

IRRI

: International Rice Research Institute

LAI

: Leaf Area Index

NSLT

: Năng suất lý thuyết

NSTT

: Năng suất thực thu

WARDA : West Africa Rice Development Association


DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH

Trang
Hình 3.1: Diễn biến lượng mưa và nhiệt độ vụ Mùa 2010 tại Thái Nguyên .. 51

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


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực chính của hơn một nửa dân số
thế giới, được trồng tập trung tại các nước châu Á, châu Phi và châu Mỹ La
Tinh. Lúa gạo có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực và
ổn định xã hội. Theo dự báo của FAO (Food and Agricuture Organization),
thế giới đang có nguy cơ thiếu hụt lương thực do dân số tăng nhanh (khoảng
bảy tỷ người năm 2011), sức mua lương thực, thực phẩm tại nhiều nước tăng,
biến đổi khí hậu toàn cầu gây hiểm họa khô hạn, bão lụt, quá trình đô thị hoá
làm giảm đất lúa, nhiều nước phải dành một phần đáng kể các nguồn tài
nguyên đất, nước để trồng cây nhiên liệu sinh học vì sự khan hiếm nguồn
nhiên liệu rất cần thiết cho nhu cầu đời sống của con người và công nghiệp
phát triển.
Trong những năm gần đây, nguồn nước cung cấp cho canh tác lúa đang
ngày càng khan hiếm, đặc biệt là ở Châu Á, nơi mà cây lúa được trồng trên
khoảng 30% diện tích chủ động nước và tiêu thụ 50% lượng nước tưới cho
cây trồng. Bên cạnh đó trên đồng ruộng nhu cầu về nước cho cây lúa cao gấp
2 đến 3 lần so với các cây trồng khác.
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. Do vậy cây trồng ở những vùng này cho năng suất

thấp và bấp bênh. Hiện trạng cân đối lương thực trong cả nước và nhất là giữa
miền xuôi và miền núi, đảm bảo ổn định lương thực cho vùng sâu, vùng xa,
vùng trồng cây công nghiệp vẫn là vấn đề lớn chưa được giải quyết triệt để nhằm
giúp cho sự ổn định về kinh tế và công tác định canh định cư ở các vùng này.
Tính chống chịu hạn là một đặc tính quan trọng nhất đối với cây lúa
trồng cạn. Trong thực tế sản xuất nhiều nhà khoa học đã khẳng định hạn là

1


yếu tố số một ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây lúa.
Trong điều kiện khô hạn không có nước thì năng suất thường thấp mặc dù có đầu
tư tốt về phân bón. Vì vậy việc nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển, năng
suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa cạn là mục tiêu quan
trọng trong việc phát triển hệ thống lúa cạn.
Việc canh tác lúa cạn ở nước ta ngoài việc nhằm khai thác tốt nhất tiềm
năng lao động, đất đai thì cần đưa vào sản xuất các giống lúa cạn có triển
vọng về năng suất cao và ổn định, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, phù hợp
với điều kiện tự nhiên thay thế dần các giống lúa cạn địa phương có năng suất
thấp, góp phần nâng cao khả năng sản xuất của đất, tiến tới ổn định tập quán
canh tác của đồng bào vùng cao, tránh tình trạng du canh du cư, đốt phá rừng
làm nương, canh tác một vụ rồi bỏ hóa.
Xuất phát từ những vấn đề trên, để góp phần phát triển canh tác lúa cạn
ở Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực tại chỗ, nhất là ở vùng cao và
sử dụng tiết kiệm nước…tạo điều kiện cho cây lúa phát triển tốt, đạt năng suất
cao và ổn định, chúng tôi tiến hành đề tài:
“Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và các yếu tố cấu
thành năng suất của một số giống lúa cạn có triển vọng tại Thái Nguyên”
2. Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu, đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và

các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm trong điều kiện
thí nghiệm vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011.
- Chọn ra giống lúa cạn có triển vọng trong điều kiện vụ Mùa 2010 và vụ
Xuân 2011.
3. Yêu cầu của đề tài
- Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và các yếu tố
cấu thành năng suất của các giống lúa cạn có triển vọng trong điều kiện thí
nghiệm vụ Mùa 2010 và Xuân 2011 tại Thái Nguyên.
- Chọn lọc được 1 – 2 giống lúa cạn để giới thiệu cho sản xuất và nghiên
cứu tiếp theo.
2


CHƯƠNG I

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

3


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 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.
1.2. Một số khái niệm về lúa cạn
Trên thế giới có nhiều cách định nghĩa về lúa cạn. Theo định nghĩa ở hội
thảo nghiên cứu lúa cạn tại Bonake – Bờ Biển Ngà (1982) [35] thì “Lúa cạn là lúa
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”.
4


Theo Garity.D.P (1984) [36] 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) [42] 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.
- 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) [26] 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.
1.3 Nguồn gốc lúa cạn
Lúa cạn là một loại lúa trong hệ thống cây lúa ở Việt Nam. Các nghiên
cứu, kết luận của các tác giả trên thế giới và Việt Nam (Erưghin, Sasato, Đinh
Dĩnh…) [13] 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
5


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.
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 (Lu.B.R và cộng sự, 1996) [47]. 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) [54], Sampath và Govidaswami (1958) [55], Oka (1974)
[52] 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) [51], Morishima và cộng sự (1992) [49] cho rằng kiểu trung gian giữa
O.rufipogon và O.nivara giống với tổ tiên lúa trồng O.sativa hơn chính các loài

lúa dại nhiều năm (O.rufipogon) hoặc hàng năm (O.nivara).
Lúa trồng Châu Á O.sativa có nguồn gốc xuất sứ từ Trung Quốc
(Decadolle A., 1985; Roscheviez. Ru., 1931) và Ấn Độ (Sampath và Rao,
1951) [54]. Theo công bố của Chang T.T (1976) [30] thì O.sativa xuất hiện
đầu tiên trên một vùng rộng lớn từ 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

6


quá trình chọn lọc tự nhiên từ Indica. Kiểu Javanica từ đây chuyển qua
Philippin, Đài Loan đến Ryukyus của Nhật Bản.
Nghiên cứu của nhiều tác giả [14] cho thấy lúa cạn có nguồn gốc từ lúa
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.
1.4. Phân loại và yêu cầu về ngoại cảnh của lúa cạn
1.4.1. Phân loại lúa cạn
Theo Nguyễn Thị Lẫm (1999) [13] lúa cạn ngày nay bao gồm hai nhóm:
- Nhóm giống lúa cạn cổ truyền: bao gồm những giống lúa địa
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

7


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 5o, 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 m2 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…
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.
1.4.2. Yêu cầu về ngoại cảnh của lúa cạn
Yêu cầu về khí hậu và đất đai về cơ bản của lúa cạn giống 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 [13].

8


1.4.2.1. 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 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.

9


1.4.2.2. 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.
1.4.2.3. Yêu cầu về các yếu tố khác
- Nhiệt độ: Từ 17 – 35oC; thích hợp là 25 – 28oC.
- 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
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.
1.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới và Việt Nam
1.5.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa trên thế giới
Lúa là một trong ba cây 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 2009 là
161,421 triệu ha.

10


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

Năng suất

Sản lượng

(Triệu ha)

(Tạ/ha)

(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

Năm

(Nguồn: FAO STAT năm 2011 [59])

Qua bảng trên ta thấy từ năm 1961 đến năm 2000 diện tích trồng lúa
trên thế giới tăng từ 115,365 triệu ha lên 154,056 triệu ha (năm 2000) nhưng
sau đó diện tích lúa lại giảm dần và thấp nhất xuống tới 147,953 triệu ha năm
2002 và tăng dần đến nay duy trì ở mức khoảng 161,421 triệu ha (năm 2009).
Bên cạnh những đổi mới về giống và các biện pháp kỹ thuật như bón
phân cung cấp nước và dinh dưỡng cho lúa đã làm tăng năng suất lúa từ năm
1961 đến năm 2009 là 2,3 lần, đồng thời sản lượng lúa cũng tăng lên gấp 3,2
lần so với năm 1961 (Bảng 1.1).

11


Bảng 1.2: Tình hình sản xuất lúa của 10 nước đứng đầu trên thế giới
năm 2009
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(Triệu ha)

(Tạ/ha)

(Triệu tấn)

Ấn Độ

44,10

29,77

131,27

Trung Quốc

29,93

65,90

197,26

Indonesia

12,88

49,99

64,70

Bangladesh

11,50

39,20

45,08

Thái Lan

10,96

28,70

31,46

Việt Nam

7,44

52,28

38,90

Philippines

4,53

35,89

16,27

Brazil

2,89

43,65

12,60

Pakistan

2,88

35,81

10,32

Nhật Bản

1,62

65,22

10,59

Thế giới

161,42

42,04

678,68

Tên nước

(Nguồn: FAO STAT năm 2011[59])
Sản lượng lúa trên thế giới năm 2009 là 678,68 triệu tấn, có 114 quốc
gia trồng lúa trong đó sản xuất lúa gạo trên thế giới chủ yếu là ở Châu Á,
chiếm khoảng 90% so với tổng sản lượng lúa gạo trên thế giới dẫn đầu là

Trung Quốc và Ấn Độ (Bảng 1.2). Mức sản xuất và phát triển chung về lúa
gạo của thế giới vẫn tăng theo mức tăng dân số nhờ những tiến bộ kỹ thuật
đưa vào nông nghiệp và đồng ruộng cũng như công tác xây dựng cơ sở vật
chất kỹ thuật khai hoang tăng vụ. Trung Quốc là một trong những nước có
đông dân số và cũng là nước có nhiều thành tựu trong chọn lọc cải tiến giống
lúa do vậy Trung Quốc đứng đầu trên thế giới về năng suất với 65,90 tạ/ha và
sản lượng với 197,26 triệu tấn ngoài ra Trung Quốc còn đứng thứ hai trên thế
giới về diện tích gieo trồng.

12


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

- Chinh phục và cải tạo đất phèn ở Đồng bằng Sông Cửu Long bằng
cách kết hợp biện pháp hiện đại và kinh nghiệm dân gian: phát triển hệ thống
kênh mương, dùng giống mới, bón phân đúng liều lượng và chủng loại gắn
với ém phèn, xạ ngầm…
- Nhập nội và lai tạo các giống lúa mới ngắn ngày, các giống thích nghi
và chống chịu trên cơ sở điều hành theo thời vụ chính và tăng vụ, tăng diện tích
Đông Xuân, Hè Thu, giảm diện tích vụ mùa bấp bênh, phát triển nhiều trà lúa
đối với lúa Đông Xuân ở miền Bắc để hạn chế sự bấp bênh do thời tiết, tạo
được cơ cấu mùa vụ phát triển không gian theo vùng lãnh thổ để tăng sản
lượng chung, thay đổi cơ cấu cây trồng trong đó lấy cây lúa là trung tâm.
13