Thu thập, đánh giá, bảo tồn nguồn gen cây lúa cạn tại các tỉnh miền bắc việt nam

1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-------------

---------------

BÁO CÁO KẾT QUẢ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ
Mã số: B2009-TN03-12

Tên đề tài:

THU THẬP, ĐÁNH GIÁ, BẢO TỒN NGUỒN GEN
CÂY LÚA CẠN TẠI CÁC TỈNH MIỀN NÚI
PHÍA BẮC VIỆT NAM

Chủ trì đề tài
:TS NGUYỄN ĐỨC THẠNH
Thời gian thực hiện :Năm 2009-2010
Địa điểm thực hiện :Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

THÁI NGUYÊN - 2011


2

TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI NCKH CẤP BỘ
Tên đề tài: “Thu thập, đánh giá, bảo tồn nguồn gen cây lúa cạn tại các tỉnh

miền Bắc Việt Nam”
Mã số: B2009 - TN03 - 12
Cơ quan chủ trì: Đại học Nông lâm Thái Nguyên
Cơ quan và cá nhân phối hợp
1. ThS. Lê Thị Kiều Oanh - Khoa Nông học, Đại học Nông lâm Thái Nguyên
1. Mục tiêu
- Thu thập các giống lúa cạn tại một số tỉnh miền múi phía Bắc nhằm
duy trì và bảo tồn nguồn gen.
- Đánh giá các đặc điểm hình thái nông học và chống chịu của các
giống lúa trong sản xuất.
- Lựa chọn được một số giống lúa giới thiệu cho sản xuất.
2. Nội dung chính
- Thu thập các giống lúa cạn tại một số tỉnh phía Bắc.
- Đánh giá các đặc điểm hình thái, nông học, chống chịu, năng suất và
phân loại các giống lúa thu thập được.
- So sánh một số giống điển hình trong tập đoàn.
3. Kết quả đạt được
- Đã thu thập được 284 mẫu giống lúa cạn tại 63 xã thuộc 32 huyện của
12 tỉnh miền núi phía Bắc.
- Các mẫu giống lúa được thu thập gồm có 169 giống lúa nếp chiếm tỷ
lệ 59,5% và 115 giống lúa tẻ chiếm tỷ lệ 40,5%. Tỷ lệ lúa nếp ở các tỉnh cao
hơn so với lúa tẻ.
- Các giống thu thập được đều có các loài phụ Indica và Javanica. Phân
loại theo tỷ lệ hạt có 11,2% loài phụ Japonica, 44,9% Indica và 44,4% không
phân biệt được. Phân loại theo phương pháp Phenol có 65,3% Japonica và
34,7% Indica.
- Thời gian sinh trưởng của tập đoàn dao động từ nhóm chín cực sớm
đến nhóm chín muộn, tập trung nhiều nhất là nhóm chín trung bình 54,3%.
- Đánh giá các đặc điểm nông học, hình thái, khả năng chống chịu năng
suất cho thấy tập đoàn có sự biến động rất lớn đối với từng chỉ tiêu đánh giá.

3

- Qua đánh giá tập đoàn đã lựa chọn được 4 giống lúa nếp và 5 giống
lúa tẻ để tiếp tục theo dõi đánh giá, chọn lọc để bổ sung vào cơ cấu giống lúa
cạn của địa phương. Qua so sánh cho kết quả các giống lúa có khả năng
chống chịu, chất lượng và năng suất tương đương với các giống đối chứng địa
phương.


4

SUMMARY OF RESULT FOR RESEARCHING PROJECT
Project title: Collection, evaluation and genetic conservation of upland-rice in
some provinces in the North of Viet nam.
Project code: B2009 - TN03 - 20
Implementation institution: TUAF
Co-oporation and individual
1. M.Sc. Lê Thị Kiều Oanh – Agronomy faculty, TUAF
1. Objectives:
- collecting of some upland-rice for maintenance and genectic conservation
in some provinces in the North of Viet nam.
- Evaluating some agronomical forms and endurance of some upland-rice in
producing.
- Choosing some of the upland-rice for producing
2. Content
- Collecting some upland-rice in some provinces in the North of Viet nam
- Evaluating some agronomical forms, endurance ability, yield, and making a
collection of some upland-rice.

- Comparing some typical varieties among group
3. Obtained result
- 284 varieties of upland-rice have been collected in 63 communes of 32 districts in
12 northern mountainous provinces
- collected varieties of upland-rice include 169 sticky rice (account for 59,5%), and
115 paddy rice (account for 40,5%). The rate of sticky rice is higher than that of
paddy’s in these provinces.
- There are some subspecies such as Indica and Javanica in those collected
varieties. According to the rate of grain, 11,2% is of subspecie Japonica, 44,9% is
of Indica, and 44,4 % is of no distinction. According to Phenol method, there are
65,3% of Japonica and 34,7% of Indica.
- Growing time in group varies from earlier ripening to later ripening, and
the growing time mainly concentrates in the average group (account for 54,3%).
- The group has large change to each of indicator through the evaluation of some
agronomical forms, endurance ability and yield


5

- Through the group evaluation, 4 kinds of sticky rice, and 5 kinds of paddy rice
have been chosen to supply the need of local rice varieties. There is a balance of
resistance ability, quality and yield among those compared varieties of rice.


6

MỤC LỤC
Nội dung

Trang

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

1

2. Mục đích nghiên cứu

2

3. Ý nghĩa của đề tài

3

PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài

4
4

1.2. Một số khái niệm về lúa cạn

5

1.3. Nguồn gốc lúa cạn

7

1.4. Khái niệm về hạn và phân loại hạn

7

1.4.2. Phân loại hạn

7

1.4.1. Khái niệm về hạn

8

1.5. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và trong nước

9

1.5.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới

9

1.5.2 Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam

11

1.6. Tình hình nghiên cứu lúa trong và ngoài nước

13

1.6.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới

13

1.6.2. Tình hình nghiên cứu lúa trong nước

18

PHẦN 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu nghiên cứu

25
25

2.2. Nội dung và địa điểm nghiên cứu

25

2.2.1. Nội dung nghiên cứu

25

2.2.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu

25

2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm

25

2.4. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi, đánh giá

27

2.4.1. Thời gian sinh trưởng, phát triển

27


7

2.4.2. Các đặc tính nông học

28

2.4.3. Đặc điểm hình thái

29

2.4.4. Các chỉ tiêu về sâu bệnh hại

30

2.4.5. Chất lượng hạt

31

2.4.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

31

2.4.7. Thử nội nhũ nếp tẻ

32

2.4.8. Phương pháp phân loại các giống

32

2.4.9. Phương pháp duy trì nguồn gen

32

2.4.10. Phương pháp xử lý số liệu

32

PHẦN 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

33

3.1. THU THẬP, ĐÁNH GIÁ, PHÂN LOẠI TẬP ĐOÀN GIỐNG LÚA

33

3.1.1. Kết quả thu thập và phân loại nếp tẻ

33

3.1.2. Đánh giá tập đoàn giống sau thu thập

35

3.2. ĐÁNH GIÁ CÁC GIỐNG LÚA ĐIỂN HÌNH

58

3.2.1. Thời gian sinh trưởng phát triển của các giống lúa

58

3.2.2. Đánh giá đặc điểm hình thái

59

3.2.3. Đánh giá một số đặc tính nông học

60

3.2.4. Khả năng chống chịu sâu bệnh và chịu hạn

61

3.2.5. Chất lượng gạo

63

3.2.6. Đặc điểm năng suất của các giống lúa điển hình

64

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

68

1. Kết luận

68

2. Đề nghị

68

TÀI LIỆU THAM KHẢO

71


8

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ ĐỒ THỊ
DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây
Bảng 1.2. Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ

10
12

Bảng 3.1. Số giống lúa thu được tại các địa phương

34

Bảng 3.2. Tỷ lệ lúa nếp lúa tẻ ở các địa phương

35

Bảng 3.3. Phân loại giống theo thời gian sinh trưởng và tích lũy chất khô
Bảng 3.4. Tương quan giữa thời gian sinh trưởng và thời gian tích lũy

36
37

Bảng 3.5. Đánh giá tập đoàn theo đặc tính nông học
Bảng 3.6. Phân loại theo khả năng đẻ nhánh và đường kính lóng gốc

38
40

Bảng 3.7. Tương quan giữa đường kính lóng gốc và khả năng đẻ nhánh

41

Bảng 3.8. Phân loại loài phụ theo tỷ lệ dài/rộng

42

Bảng 3.9. Phân loại các loài phụ theo phương pháp Phenol

43

Bảng 3.10. Phân loại giống theo số hạt chắc/bông và khối lượng hạt

44

Bảng 3.11. Tương quan giữa số hạt chắc/bông và khối lượng 1000 hạt

45

Bảng 3.12. Phân loại giống theo số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc

46

Bảng 3.13. Tương quan giữa số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc

46

Bảng 3.14. Phân loại giống theo số bông/khóm và chiều dài bông

47

Bảng 3.15. Tương quan giữa số bông/khóm và chiều dài bông

48

Bảng 3.16. Phân loại giống theo năng suất lý thuyết

49

Bảng 3.17. Phân loại giống theo năng suất thực thu

49

Bảng 3.18. Đánh giá tập đoàn theo mức nhiễm bệnh hại

51

Bảng 3.19. Đánh giá tập đoàn theo mức độ hại của sâu

53

Bảng 3.20. Khả năng chịu hạn và phục hồi của các giống lúa

54

Bảng 3.21 . Độ phân hủy trong kiềm của các giống lúa

55

Bảng 3.22. Độ bạc bụng của các giống lúa tẻ

56

Bảng 3.23.Các tham số thống kê cơ bản của một số tính trạng

57


9

Bảng 3.24. Thời gian sinh trưởng phát triển của các giống lúa

58

Bảng 3.25. Đặc điểm hình thái của một số giống lúa điển hình

59

Bảng 3.26. Đặc tính nông học của các giống lúa điển hình

60

Bảng 3.27. Khả năng chống chịu sâu bệnh hại và hạn của các giống lúa

62

Bảng 3.28. Chất lượng gao của các giống lúa thí nghiệm

63

Bảng 3.29. Đặc điểm năng suất một số giống lúa nếp điển hình

64

Bảng 3.30. Đặc điểm năng suất một số giống lúa tẻ điển hình

66

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Hình 3.1. Phân loại giống theo thời gian sinh trưởng

37

Hình 3.2. Tỷ lệ các loài phụ phân theo tỷ lệ hạt

42

Hình 3.3. Tỷ lệ các loài phụ theo phân loại theo phương pháp phenol

43

Hình 3.4. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các giống lúa

50

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

65

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

67


10

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

CIAT

International Center for Tropical Agriculture

CV

Coefficient of Variation

FAO

Food and Agriculture Organization

IITA

International Institute of Tropical Agriculture

IRAT

Institut de Recherches Agronomiques Tropicales

IRRI

International Rice Research Institute

IUCN

The International Union for Conservation of Nature

LSD

Least Significnt Difference Test

M1000

Khối lượng 1000 hạt

NL

Nhắc lại

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

WARDA

West Africa Rice Development Association


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
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. Riêng đối với cây lúa, cây trồng truyền thống của Việt Nam, Nguyễn
Hữu Nghĩa và Lê Vĩnh Thảo (2007) 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%.
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 đó có nhiều loài đã và đang bị lãng quên. 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.
Ở Việt Nam, diện tích canh tác lúa khoảng 4,36 triệu ha, trong đó có
2,2 triệu ha là đất thâm canh, chủ động tưới tiêu nước; còn lại hơn 2,1 triệu ha
là đất canh tác lúa trong điều kiện khó khăn. Trong 2,1 triệu ha có khoảng 0,5


2

triệu ha lúa cạn, khoảng 0,8 triệu ha nếu mưa to và tập trung hay bị ngập úng
và còn lại khoảng 0,8 triệu ha là đất bấp bênh nước. 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.
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.
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. 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 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:
“Thu thập, đánh giá, bảo tồn nguồn gen cây lúa cạn tại các tỉnh miền Bắc
Việt Nam”
2. Mục đích 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 các đặc điểm hình thái nông học và chống chịu của các
giống lúa này trong sản xuất.


3

- Phân loại loài phụ nguồn gen lúa cạn thu thập được.
- Lựa chọn được một số giống lúa giới thiệu cho sản xuất.

3. Ý nghĩa của đề tài
* Ý nghĩa khoa học:
- Thu thập và đánh giá, phân loại các giống lúa cạn được thu thập tại
một số tỉnh miền núi phía Bắc sẽ cung cấp những thông tin cần thiết cho công
tác chọn tạo giống lúa mới.
- 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:
- Bổ sung nguồn gen cây lúa cạn trong nghiên cứu và tạo mới giống
lúa.
- Lựa chọn các giống lúa có năng suất, chất lượng, khuyến cáo trong
sản xuất tại các địa phương.
- Đa dạng hoá thêm bộ giống lúa.


4

PHẦN 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 2440%. 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 [10].
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, Công nghệ và


5

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
[8].
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.
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 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” [23]
Theo Garrity D.P [26] 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


6

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 R.E (1982) [30] 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) [19] 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.
Vũ Tuyên Hoàng và Trương Văn Kính, ... [6] định nghĩa và phân vùng
cây lúa cạn và chịu hạn theo loại hình đất trồng ở nước ta như sau:
- Đất rẫy (trồng lúa rẫy, Upland rice hay Dry rice): 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 (loại hình cây lúa nhờ nước
trời hay Rainfed rice): 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 hay
hệ thống thuỷ nông chưa hoàn chỉnh vẫn nhờ nước trời hoặc có một phần ít


7

nước tưới, ruộng ở vị trí cao thường xuyên mất nước.
1.3. Nguồn gốc lúa cạn
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 [18].
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 và Rao (1951) [36],
Sampath và Govidaswami (1958), Oka (1974) cho rằng O.sativa được tiến
hóa từ lúa dại lâu năm O.rufipogon, còn các tác giả khác như Chatterjee
(1951), Chang (1976) [21] lại cho rằng O.sativa được tiến hóa từ lúa dại 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) [36]. Theo Chang [22] 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.
Theo Nguyễn Thị Lẫm [19] 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.
1.4. Khái niệm về hạn và phân loại hạn
1.4.1. Khái niệm về hạn
Theo J.H Hulse (1989) từ “hạn”, tiếng Anh là “drought”, xuất phát từ


8

ngôn ngữ Anglo-Saxon có nghĩa là “đất khô” (dryland).
Hiện nay chưa có một định nghĩa tổng hợp hoàn chỉnh về hạn, song tuỳ
góc độ nghiên cứu mà có những khái niệm khác nhau.
Dere C.Hsiao (1980) định nghĩa: “Hạn là sự mất cân bằng nước của
thực vật thể hiện trong sự liên quan hữu cơ giữa đất-thực vật-khí quyển”.
Theo Gibbs (1975), hạn hay đúng hơn là sự thiếu hụt nước ở cây trồng là
sự mất cân bằng giữa việc cung cấp nước và nhu cầu nước. Còn Mather (1986),
hiện tượng hạn trong sản xuất nông nghiệp thực chất là do thiếu sự cung cấp độ
ẩm cho sự sinh trưởng tối đa của cây trồng từ lượng mưa hoặc từ lượng nước dự
trữ trong đất [20].
1.4.2. Phân loại hạn

Khi nghiên cứu về nguyên nhân gây nên hạn, các tác giả đều cho rằng
việc thiếu nước mưa thường xuyên là nguyên nhân chính gây nên hạn hán. Vấn
đề về thời gian mưa, khoảng cách thời gian giữa các lần mưa quyết định tới tính
chất hạn cục bộ hay hạn khốc liệt [15].
Theo Gulialep và ctv; Lê Khả Kế, Đào Thế Tuấn và ctv, đã chia hạn
thành 4 loại chính sau [15]:
- Hạn không khí: Do độ ẩm không khí thấp 10-20% gây nên sự héo tạm
thời cho cây, vì khi nhiệt độ không khí cao gây nên ẩm độ không khí giảm, làm
lượng nước bốc hơi dẫn đến các bộ phận non của cây bị thiếu nước. Nếu hạn kéo
dài dễ làm cho nguyên sinh chất bị đông kết và cây nhanh chóng bị chết còn gọi
là “cảm nắng”. Tác hại nhất là gió khô. Hạn không khí diễn ra trong thời gian dài
sẽ dẫn tới hạn đất.
- Hạn đất: Gây nên hạn lâu dài, cây thiếu nước, không có đủ nước để
hút, mô cây bị khô đi nhiều và sự sinh trưởng trở lên rất khó khăn; hạn đất
luôn gây nên sự giảm thu hoạch, nếu hạn sớm có thể dẫn đến mất trắng,
không cho thu hoạch.


9

- Hạn kết hợp: Khi có sự kết hợp cả hạn đất và hạn không khí thường
gây nên hạn trầm trọng, nếu kéo dài có thể làm tổn hại lớn đến cây trồng.
- Hạn sinh lý: Khi có đầy đủ nước mà cây vẫn không hút được nước có
thể do: nhiệt độ quá thấp, hoặc phần xung quanh rễ có quá nhiều chất gây độc
cho rễ hoặc nồng độ dinh dưỡng xung quanh vùng rễ quá cao.
Ở Việt Nam chủ yếu là hạn đất và thường xảy ra ở các vùng có lượng
mưa trung bình rất thấp, kéo dài nhiều tháng trong năm như các tỉnh miền
Trung, Tây Nguyên…vào mùa khô. Hạn không khí đôi khi cũng xảy ra nhưng
cục bộ ở các vùng có gió khô và nóng như gió mùa Tây Nam của các tỉnh miền
Trung hoặc đôi lúc gió mùa Đông Bắc cũng có độ ẩm không khí thấp ở các

vùng khác diễn ra trong thời gian ngắn [26].
1.5. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và trong nước
1.5.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
1.5.1.1. Tình hình sản xuất lúa
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) [29] thì
sản xuất lúa gạo tập trung chủ yếu ở các nước châu Á nơi chiếm tới 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) [29].
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 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. .


10

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.
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới trong vài thập kỷ gần đây
Năm
1970
1980
1990
2000
2005

2006
2007
2008
2009

Diện tích
Năng suất
(Nghìn ha)
(tạ/ha)
132.873
23,81
144.412
27,48
146.961
35,29
154.056
38,91
155.026
40,92
155.741
41,16
155.953
42,12
159.251
43,07
161.421
42,04
(Nguồn: FAO STAT năm 2010) [29]

Sản lượng

(Nghìn tấn)
316.346
396.871
518.556
599.355
634.390
641.095
656.807
685.875
678.682

1.5.1.2. Tình hình sản xuất lúa cạn trên thế giới
Theo số liệu FAO diện tích canh tác của thế giới 148 triệu hecta trong
đó châu Á có 133,3 triệu hecta chiếm 90,07% diện tích thì có 67,83 triệu
hecta chiếm 45,83% thường bị thiên tai đe doạ. Trong đó, có 55,53 triệu
hecta thường bị thiếu nước chiếm 37,39%, trong số này 19,16 triệu hecta là
đất cạn (lúa rẫy-upland rice), 36,37 triệu hecta đất hoàn toàn nhờ nước trời
(rainfed rice); đất ngập nước chiếm 12,5 triệu hecta. 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: 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 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 tới 75% và châu Phi là 50%. Năng suất trung bình của lúa cạn trên 1


11

tấn/ha những nơi thuận lợi có thể đạt 2,5 tấn/ha. [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 đến 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 sử dụng giống lúa cải tiến rất khó khăn do môi trường không
đồng nhất và biến động, mặt khắc việc tạo giống chịu hạn còn rất ít [27].
Hiện nay, các phương thức canh tác lúa cạn trên thế giới rất phong phú,
bao gồm từ du canh ở Malaysia, Philippine, Tây Phi và Peru... đến hình thức
canh tác được trang bị cơ giới hiện đại ở một số nước Mỹ Latin như Braxin,
Colombia...
1.5.2 Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
1.5.2.1 Tình hình sản xuất lúa
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). 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 [14].
Từ Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VI có sự thay đổi về cơ chế khoán
vì vậy sản lượng lúa của Việt Nam không ngừng được tăng cao. 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 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) [29].


12

Bảng 1.2. Sản xuất lúa ở Việt Nam qua các thời kỳ
1970, 1980, 1990 và 2000-2009
Năm
1970
1980
1990
2000
2005
2006
2007
2008
2009

Diện tích
Năng suất
(ha)
(tạ/ha)
4.724.400
21,533
5.600.200
20,798
6.042.800
31,814
7.666.300
42,431
7.329.200
48,890
7.324.800
48,942

7.207.400
49,869
7.414.300
52,230
7.440.100
52,278
(Nguồn: FAO STAT năm 2010) [29]

Sản lượng
(tấn)
10.173.300
11.647.400
19.225.104
32.529.500
35.832.900
35.849.500
35.942.700
38.725.100
38.895.500

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.
1.5.2.2. Tình hình sản xuất lúa cạn ở Việt Nam
Ở Việt nam, diện tích canh tác lúa khoảng 4,36 triệu ha, trong đó có 2,2

triệu ha là đất thâm canh, chủ động tưới tiêu nước, còn lại hơn 2,1 triệu ha là đất
canh tác lúa có những khó khăn. Trong 2,1 triệu ha có khoảng 0,5 triệu ha lúa
cạn và 0,8 triệu ha nếu gặp mưa to, tập trung sẽ bị ngập úng và còn lại 0,8 triệu
ha là đất bấp bênh nước (Vũ Tuyên Hoàng, 1995) [7]. Năng suất lúa cạn, lúa
nương hay năng suất lúa ở các vùng bấp bênh nước tưới rất thấp, chỉ đạt trên
dưới 10-12 tạ/ha, bằng 30-50% năng suất bình quân của cả nước.
Theo kết quả thống kê của Cục Khuyến nông-Khuyến lâm năm 2001,


13

hiện cả nước có khoảng 199.921 ha lúa cạn, chủ yếu phân bố ở các tỉnh miền
núi phía Bắc (54,3%); Tây Nguyên (25,3%) còn lại là vùng núi thuộc các tỉnh
Bắc Trung bộ (6,0%); Duyên hải miền Trung (9,3%)... Theo báo cáo của các
địa phương, sản lượng lúa cạn toàn quốc năm 2001 đạt khoảng 241 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, nhất là đối với các tỉnh có tỷ lệ lúa cạn cao so với tổng diện
tích lúa của tỉnh như: Lai Châu: 52,83%, Sơn La: 48,35%, Lào Cai: 27,08%...
Tuy có vai trò quan trọng song sản xuất lúa cạn hiện còn rất nhiều hạn
chế. Các giống lúa cạn hiện nay chủ yếu là các giống địa phương (99%) cao
cây, năng suất thấp, bấp bênh (trên dưới 10 tạ/ha) và có xu hướng giảm dần.
Nguyên nhân chủ yếu là do lúa cạn được trồng theo phương thức 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 [2].
1.6. Tình hình nghiên cứu lúa trong và ngoài nước
1.6.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới

1.6.1.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới
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 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.


14

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 [10].
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 [34].
1.6.1.2. Tình hình nghiên cứu lúa cạn trên thế giới
Trong 30 năm trở lại đây, công tác nghiên cứu, chọn tạo các giống lúa
cạn, lúa chịu hạn đang là một mục tiêu quan trọng của nhiều Viện, Trung tâm
nghiên cứu quốc tế cũng như trong các chương trình chọn tạo giống quốc gia [3].
Năm 1970, Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) thành lập ngành lúa cạn
do Tiến sĩ T.T. Chang đứng đầu [3].
Năm 1973, IRRI bắt đầu đưa ra “Chương trình đánh giá và ứng dụng di
truyền (GEU)”. Một trong những mục tiêu chính của chương trình này là thu
thập nguồn gen, nghiên cứu vật liệu và chọn giống lúa chống chịu hạn. Đây là

một chương trình lớn, có sự đóng góp của nhiều chương trình nghiên cứu lúa
ở các nước sản xuất lúa gạo, đặc biệt là các nước ở châu Á. Châu Phi và Mỹ
Latin cũng thành lập những trung tâm quốc tế nghiên cứu về lúa cạn như
IRAT, IITA, WARDA và CIAT [32].
Do yêu cầu về an toàn lương thực, vào năm 1983, UREDCO ban điều
hành của các trung tâm nghiên cứu lúa cạn, được thành lập. Từ đây, các
chương trình nghiên cứu lúa cạn ở các nước được mở rộng [26]. Những
thành tựu nghiên cứu về lúa cạn đã đạt được như sau:


15

a) Nhu cầu nước và khả năng chịu hạn của cây lúa
Nhu cầu nước của cây lúa khác nhau giữa các nhóm như lúa nước, lúa
cạn, lúa chịu nước sâu hay lúa nổi. Nhu cầu nước của lúa cũng khác nhau
giữa các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của cây như nếu thiếu nước ở giai
đoạn sinh trưởng sinh thực có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất lúa
của cả lúa cạn và lúa có tưới. Hạn ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của
cây nếu quá giới hạn sẽ làm chết cây. Những giống lúa cạn có thể phục hồi
khi tưới nước hay có mưa, nhưng những giống lúa có tưới khả năng phục hồi
kém hay không thể phục hồi [31].
Giai đoạn đẻ nhánh lúa cần lượng nước lớn hơn và giảm dần đến khi
chín. Giai đoạn đẻ nhánh thiếu nước hay thừa nước (nước quá sâu) cũng hạn
chế khả năng đẻ nhánh của lúa. Giai đoạn trỗ thiếu nước dẫn đến hiện tượng
nghẹn đòng không trỗ thoát, tỷ lệ lép cao. Giai đoạn vào chắc thiếu nước cũng
dẫn đến tỷ lệ lép cao giảm năng suất [24].
Phân bố lượng mưa là yếu tố quan trọng hạn chế năng suất của lúa canh
tác nhờ nước trời. Loại hình canh tác này chiếm khoảng 80% diện tích trồng
lúa ở Nam và Đông Nam châu Á. Những vùng canh tác nhờ nước trời chỉ
trồng được một vụ lúa trong một năm vào mùa mưa, ngay cả những nơi có

lượng mưa thấp 1200 mm đến 1500 mm cũng trồng được. Những vùng canh
tác nhờ nước trời chủ yếu là lúa nương (lúa rẫy) ở miền núi phía Bắc, Bắc
Trung Bộ và Tây Nguyên. Lúa nương không thể sinh trưởng phát triển được
nếu lượng mưa hàng tháng thấp hơn 200 mm (Brown,1969). Phân bố lượng
mưa 200 mm nhưng tập trung vào 2-3 ngày, sau đó 20 ngày không có mưa
không tốt bằng lượng mưa phân bố đều (D. Datta,1981) [2], [15].
b) Nghiên cứu về đặc trưng hình thái và sinh trưởng
Hesagawa (1963) [32], tổng hợp số liệu từ nhiều nguồn khác nhau và
rút ra kết luận: trong giai đoạn nảy mầm, hạt lúa cạn có khuynh hướng hút