Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn và một số biện pháp kỹ thuật canh tác lúa cạn địa phương tại vùng tây bắc việt nam

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN VĂN KHOA

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC LIÊN QUAN
ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU HẠN VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP
KỸ THUẬT CANH TÁC LÚA CẠN ĐỊA PHƯƠNG
TẠI VÙNG TÂY BẮC VIỆT NAM

Chuyên ngành:

Khoa học cây trồng

Mã số:

62 62 01 10

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Phạm Văn Cường
2. TS. Nguyễn Thị Kim Thanh

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa dùng
bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được
cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận án

Nguyễn Văn Khoa

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận án, tơi đã
nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động
viên của đồng nghiệp, gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận án, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và
biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Phạm Văn Cường và TS. Nguyễn Thị Kim Thanh đã
tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tơi trong
suốt q trình học tập và thực hiện đề tài.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào
tạo, Bộ môn Cây lương thực, Khoa Nông học - Học viện Nơng nghiệp Việt Nam,
Dự án JICA-JST-DCG, đã tận tình giúp đỡ tơi trong q trình học tập, thực hiện
đề tài và hồn thành luận án.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, cán bộ, giảng viên và sinh
viên khoa Nông Lâm trường Đại học Tây Bắc, Dự án JICA-TBU đã hỗ trợ và tạo
điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn

thành luận án.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận án

Nguyễn Văn Khoa

ii


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan ................................................................................................................ i
Lời cảm ơn ................................................................................................................... ii
Mục lục ....................................................................................................................... iii
Danh mục chữ viết tắt.................................................................................................. vi
Danh mục bảng .......................................................................................................... vii
Danh mục hình ..............................................................................................................x
Phần 1. Mở đầu ...........................................................................................................1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................1

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu ...........................................................................................2

1.3.

Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................2

1.3.1. Đối tượng nghiên cưu .....................................................................................................2
1.3.2. Giới hạn phạm vi nghiên cứu.........................................................................................2
1.4.

Những đóng góp mới của đề tài ..........................................................................3

1.5.

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài .................................................3

1.5.1. Ý nghĩa khoa học .............................................................................................................3
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn .............................................................................................................3
Phần 2. Tổng quan tài liệu ..........................................................................................4
2.1.

Đặc điểm tự nhiên, khí hậu vùng Tây Bắc ...........................................................4

2.1.1. Vị trí địa lý vùng Tây Bắc ..............................................................................................4
2.1.2. Đặc điểm địa hình............................................................................................................4
2.1.3. Đặc điểm khí hậu .............................................................................................................5
2.2.

Tình hình sản xuất lúa cạn trên thế giới và Việt Nam ..........................................7

2.2.1. Giới thiệu chung về lúa cạn............................................................................................7

2.2.2. Tình hình sản xuất lúa cạn trên thế giới và ở Việt Nam.............................................8
2.3.

Đặc điểm sinh trưởng và chịu hạn ở cây lúa cạn ................................................11

2.3.1. Đặc điểm sinh trưởng của lúa cạn ...............................................................................11
2.3.2. Phản ứng của cây lúa đối với các điều kiện hạn khác nhau .....................................12

iii


2.3.3. Đặc điểm hình thái, giải phẫu liên quan đến khả năng chịu hạn của cây lúa ....... 15
2.3.4. Đặc điểm sinh lý liên quan đến khả năng chịu hạn ở cây lúa ................................. 18
2.3.5. Di truyền tính chịu hạn ở cây lúa................................................................................ 22
2.4.

Công tác chọn tạo giống lúa cạn........................................................................25

2.4.1. Công tác chọn tạo giống lúa cạn trên thế giới........................................................... 25
2.4.2. Công tác chọn tạo giống lúa cạn, lúa chịu hạn tại Việt nam ................................... 27
2.5.

Kỹ thuật canh tác lúa cạn ..................................................................................28

2.5.1. Thời vụ trồng lúa cạn ................................................................................................... 29
2.5.2. Sử dụng phân bón ở lúa cạn ........................................................................................ 29
2.5.3. Các ký thuật canh tác khác ở cây lúa cạn. ................................................................. 35
Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ..........................................................38
3.1.

Địa điểm nghiên cứu .........................................................................................38

3.2.

Thời gian nghiên cứu ........................................................................................38

3.3.

Đối tượng và vật liệu nghiên cứu ......................................................................38

3.4.

Nội dung nghiên cứu .........................................................................................39

3.4.1. Nội dung 1: Tình hình sản xuất và đặc điểm nơng sinh học của các mẫu
giống lúa cạn thu thập tại vùng Tây Bắc ................................................................... 39
3.4.2. Nội dung 2: Nghiên cứu các đặc điểm nông sinh học liên quan đến khả
năng chịu hạn của một số giống lúa cạn vùng Tây Bắc........................................... 39
3.4.3. Nội dung 3: Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất lúa
cạn vùng Tây Bắc ......................................................................................................... 39
3.2.

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 41

3.2.1. Phương pháp điều tra, khảo sát và thu thập mẫu giống lúa cạn ............................. 41
3.2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm và theo dõi các chỉ tiêu .......................................... 41
Phần 4. Kết quả và thảo luận ....................................................................................50
4.1.

Tình hình sản xuất và đặc điểm sinh học của các mẫu giống lúa cạn thu

thập tại vùng Tây Bắc ....................................................................................... 50

4.1.1. Đánh giá hiện trạng sản xuất lúa cạn vùng Tây Bắc ................................................ 50
4.1.2. Đặc điểm hình thái, nơng học và đa dạng di truyền tập đồn các mẫu giống
lúa cạn vùng Tây Bắc ................................................................................................... 56
4.2.

Đặc điểm nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn của một số giống
lúa cạn vùng Tây Bắc ........................................................................................ 69

iv


4.2.1. Đánh giá khả năng đâm xuyên của rễ mầm. ..............................................................69
4.2.2. Đánh giá khả năng chịu hạn giai đoạn cây con 3 lá ..............................................7373
4.2.3. Đánh giá đặc điểm nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn giai
đoạn đẻ nhánh và trỗ bông .......................................................................................7979
4.2.4. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và chịu hạn của một số giống lúa
cạn trong điều kiện nước trời và điều kiện có tưới ...............................................8989
4.3.

Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật canh tác lúa cạn ........................................ 103103

4.3.1. Hiệu quả sử dụng phân đạm của lúa cạn vùng Tây Bắc...................................103103
4.3.2. Ảnh hưởng của mật độ trồng và mức phân đạm bón đến sinh trưởng, phát
triển và năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc ............................................................115115
Phần 5. Kết luận và kiến nghị ........................................................................... 123123
5.1.

Kết luận .................................................................................................... 123123

5.2.

Kiến nghị .................................................................................................. 124124

Danh mục các cơng trình cơng bố ................................................................................. 125125
Tài liệu tham khảo ..................................................................................................... 126

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
AE
B/C
BV
CCC
CDRX3
CĐQH
CĐTN

CHDCND
ĐC
ĐKRX3
H/B
HLNTĐ
HSSDN
TCDR
KLLBHN
KLLK

KLKTL
KLKR
KLLT
LAI
NL
NNTr
NSCT
NSLT
NSTT
NUE
P1000
PE
SPAD

vi

Nghĩa tiếng Việt
Hiệu suất nơng học của phân bón
Số bơng/cây
Dải bảo vệ
Chiều cao cây
Chiều dài rễ đâm xuyên qua 3 lớp sáp
Cường độ quang hợp
Cường độ thốt nước
Cộng hịa dân chủ nhân dan

SPD

Đối chứng
Đường kính rễ đâm xun qua 3 lớp sáp

Số hạt/bơng
Hàm lượng nước tương đối
Hiệu suất sử dụng nước
Tổng chiều dài rễ
Khối lượng lá bão hịa nước
Khối lượng lá khơ kiệt
Khối lượng khô thân lá
Khối lượng khô rễ
Khối lượng lá tươi
Chỉ số diện tích lá
Nhắc lại
Giống lúa Nếp Nương Trịn
Năng suất cá thể
Năng suất lý thuyết
Năng suất thực thu
Hiệu suất sử dụng nitơ tạo năng suất
Khối lượng 1000 hạt
Hiệu suất sinh lý của phân bón
Chỉ số đánh giá hàm lượng diệp lục
Split plot design

TB
TGST
TLC
TLPH
TLRX1
TLRX2
TLRX3
TSR
UE

WUE

Trung bình
Thời gian sinh trưởng
Tỷ lệ hạt chắc
Tỷ lệ cây phục hồi
Tỷ lệ rễ đâm xuyên qua 1 lớp sáp
Tỷ lệ rễ đâm xuyên qua 2 lớp sáp
Tỷ lệ rễ đâm xuyên qua 3 lớp sáp
Tổng số rễ
Hiệu quả sử dụng phân bón
Hiệu suất sử dụng nước


DANH MỤC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

2.1.

So sánh nhiệt độ mùa đông ở Tây Bắc với các vùng khác ........................... 5

2.2.

Đặc trưng chế độ mưa ở vùng Bắc Tây Bắc ................................................6

2.3.

Đặc trưng chế độ mưa ở vùng Nam Tây Bắc ..............................................7

2.4.

Diện tích lúa chịu ảnh hưởng của hạn ở châu Á (triệu ha) ...........................9

4.1.

Diện tích, năng suất và sản lượng lúa cạn so với tổng diện tích
lúa vùng Tây Bắc ....................................................................................50

4.2.

Diện tích, năng suất và sản lượng lúa cạn phân theo các tỉnh tại
vùng Tây Bắc, năm 2014 ..........................................................................51

4.3.

Hiện trạng canh tác lúa cạn vùng Tây Bắc ................................................ 52

4.4.

Kết quả thu thập các giống lúa cạn vùng Tây Bắc .....................................53

4.5.

Mật độ cây lúa liên quan đến năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc ..................53

4.6.

Mức bón phân liên quan đến năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc ..................54

4.7.

Phân loại tập đoàn giống lúa cạn theo dạng hình lúa nếp, lúa tẻ ................56

4.8.

Phân nhóm tập đoàn các mẫu giống lúa cạn theo thời gian sinh trưởng ...........57

4.9.

Phân nhóm tập đồn lúa cạn theo chiều cao và số nhánh hữu hiệu ............58

4.10. Phân nhóm tập đồn các mẫu giống lúa cạn theo chiều dài bông ...............59
4.11. Phân nhóm tập đồn các mẫu giống lúa cạn theo kích thước hạt ...............60
4.12. Năng suất và khả năng chịu hạn của các mẫu giống lúa cạn ......................61
4.13. Các chỉ thị SSR cho alen đặc trưng ở 5 mẫu lúa nếp và 7 mẫu lúa tẻ..........63
4.14. Đặc điểm một số mẫu giống lúa cạn có triển vọng ....................................68
4.15. Khả năng đâm xuyên của rễ mầm các giống lúa cạn .................................70
4.16. Khả năng sinh trưởng của thân lá, rễ và sự tích lũy chất khơ của cây
con khi bị hạn 7 ngày so với đối chứng không hạn ................................ 7474
4.17. Hàm lượng proline tích lũy và lượng nước tương đối của cây con
khi bị hạn 7 ngàyvà đối chứng không hạn ............................................. 7676
4.18. Tương quan giữa các chỉ tiêu chịu hạn giai đoạn cây con ...................... 7979
4.19. Cường độ quang hợp (CĐQH) của các mẫu giống lúa cạn trước
hạn, khi bị hạn và phục hồi hạn (µmol CO2 /m2 lá/s) ............................. 8080

vii

4.20. Cường độ thoát hơi nước (CĐTN) của các giống lúa cạn trước khi
hạn, khi bị hạn và phục hồi hạn (mmol H2O/m2 lá/s) ............................ 8282
4.21. Chỉ số SPAD các giống lúa khi gây hạn ở các giai đoạn khác nhau ....... 8585
4.22. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể của các giống
lúa cạn trong điều kiện gây hạn giai đoạn đẻ nhánh .............................. 8686
4.23. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể của các giống
lúa trong điều kiện gây hạn giai đoạn trỗ bông ...................................... 8787
4.24. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số nhánh và tỷ lệ nhánh hữu
hiệu của các giống lúa trong điều kiện đủ nước và nước trời ................. 9090
4.25. Chỉ số diện tích lá qua các giai đoạn sinh trưởng của các giống lúa
trong điều kiện đủ nước và nước trời (m2lá/m2 đất) ............................... 9292
4.26. Chỉ số diệp lục (SPAD) qua các giai đoạn sinh trưởng của các
giống lúa trong điều kiện đủ nước và nước trời ..................................... 9393
4.27. Khả năng tích lũy chất khơ qua các giai đoạn sinh trưởng của các
giống lúa trong điều kiện đủ nước và nước trời (g chất khô/m2
đất trồng) ............................................................................................ 9494
4.28. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa trong điều kiện
đủ nước và nước trời ............................................................................ 9898
4.29. Năng suất của các giống lúa trong điều kiện đủ nước và nước trời ........ 9999
4.30. Hệ số tương quan giữa năng suất thực thu trong điều kiện đủ nước
và nước trời với các chỉ tiêu liên quan .............................................. 100100
4.31. Khả năng chịu hạn của các giống lúa trong điều kiện nước trời vụ
mùa năm 2014 .................................................................................. 102102
4.32. Ảnh hưởng của mức nitơ bón đến sinh trưởng thân lá ở lúa cạn ........ 104104
4.33. Đặc điểm sinh trưởng thân lá của hai giống lúa cạn .......................... 104104
4.34. Ảnh hưởng tương tác của mức đạm bón và giống đến sinh trưởng
thân lá ở lúa cạn ............................................................................... 105105
4.35. Ảnh hưởng của phân đạm đến các yếu tố cấu thành năng suất và

năng suất lúa cạn .............................................................................. 106106
4.36. Các yếu tố cấu thành năng suất của hai giống lúa cạn ....................... 107107
4.37. Ảnh hưởng tương tác của mức nitơ bón và giống đến các yếu tố cấu
thành năng suất và năng suất ............................................................ 108108

viii


4.38. Ảnh hưởng của mức bón nitơ đến hàm lượng nitơ trong thân lá,
trong hạt và khả năng hấp thu nittơ của lúa cạn ................................ 110110
4.39. Lượng nitơ trong thân lá, trong hạt và khả năng hấp thu nittơ của
hai giống lúa cạn .............................................................................. 111111
4.40. Tương tác của mức bón nitơ và giống đến hàm lượng nitơ trong
thân lá, trong hạt và khả năng hấp thu nittơ của lúa cạn .................... 112112
4.41. Ảnh hưởng của mức nitơ bón đến hiệu quả sử dụng phân bón ở cây
lúa cạn .............................................................................................. 113113
4.42. Hiệu quả sử dụng nitơ đối với từng giống lúa cạn ............................. 113113
4.43. Tương tác giữa mức bón nitơ và giống đến hiệu quả sử dụng phân
bón ở cây lúa cạn .............................................................................. 113113
4.44. Ảnh hưởng của mật độ và phân đạm đến khả năng đẻ nhánh, chỉ số
SPAD và cường độ quang hợp .......................................................... 116116
4.45. Ảnh hưởng của mật độ và mức bón nitơ khác nhau đến các
yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và hiệu quả của phân đạm ...... 119119

ix


DANH MỤC HÌNH
TT

Tên hình

Trang

2.1.

Sơ đồ của 3 thành phần dưới điều kiện mơi trường hạn (tiềm năng
năng suất, hình thức trốn hạn và tính trạng chịu hạn) và mối quan hệ
giữa năng suất với các hình thức hạn khác nhau ở lúa ................................13

3.1.

Sơ đồ nghiên cứu tổng qt ......................................................................40

3.2.

Mơ hình thí nghiệm đánh giá khả năng đâm xuyên của rễ mầm ................43

3.3.

Sơ đồ thiết kế thí nghiệm 6 .......................................................................46

3.4.

Sơ đồ thiết kế thí nghiệm 8 .......................................................................49

4.1.

Hình ảnh điện di một số mẫu giống lúa cạn vùng Tây Bắc ........................62

4.2.

Kết quả phân tích PIC của lúa nếp (A) và mẫu lúa tẻ (B) ..........................64

4.3.

Phân nhóm 62 mẫu giống lúa nếp theo tương đồng di truyền ....................65

4.4.

Phân nhóm 26 mẫu giống lúa tẻ theo tương đồng di truyền .......................66

4.5.

Tương quan giữa tổng số rễ/10 cây với tỷ lệ rễ đâm xuyên qua 3
lớp sáp (A), đường kính các rễ đâm xuyên qua 3 lớp sáp (B) và
chiều dài rễ đâm xuyên qua 3 lớp sáp ( (C) ........................................... 7171

4.6.

Tương quan giữa tỷ lệ rễ thâm nhập qua 3 lớp sáp với đường kính
rễ (A), chiều dài rễ (B) và giữa đường kính (C) với chiều dài các rễ
thâm nhập qua 3 lớp sáp ....................................................................... 7272

4.7.

Tương quan giữa tổng chiều dài rễ (TCDR) với chiều cao cây
(CCC) (A), khối lượng khô thân lá (KLKTL) (B), khối lượng khô
rễ (KLKR) (C) và hàm lượng proline(D) .............................................. 7575

4.8.

Lượng proline tích lũy của các giống trong điều kiện hạn và không
hạn ở giai đoạn 3 lá .............................................................................. 7777

4.9.

Tương quan giữa hàm lượng proline với CCC (A), TCDR (B),
KLKR (C), KLKTL (D), HLNTĐ (E), TLPH (F) ................................. 7878

4.10. Tương quan giữa cường độ quang hợp và thoát hơi nước trong điều
kiện trước hạn, hạn, phục hồi ở giai đoạn đẻ nhánh (A) và giai đoạn
trỗ bông (B) .......................................................................................... 8383
4.11. Hiệu suất sử dụng nước (HSSDN) của các mẫu giống lúa trong giai
đoạn đẻ nhánh (A) và trỗ bông (B) ....................................................... 8484
4.12. Tương quan giữa cường độ quang hợp lúc phục hồi hạn giai đoạn
đẻ nhánh và giai đoạn trỗ với năng suất cá thể ...................................... 8888
x


4.13. Tương quan giữa chất khơ tích lũy và diện tích lá trong các giai
đoạn đẻ nhánh (A), trỗ bơng (B) và chín sáp (C) trong điều kiện đủ
nước và nước trời ................................................................................ 9595
4.14. Tương quan giữa chất khơ tích lũy và chỉ số diệp lục (SPAD) trong
các giai đoạn đẻ nhánh (A), trỗ bơng (B) và chín sáp (C) trong điều
kiện đủ nước và nước trời ...................................................................... 9696
4.15. Tương quan giữa mức nitơ với chiều cao cây (A), số nhánh/khóm
(B), chỉ số SPAD (C), năng suất sinh vật học (D), số hạt chắc/bông
(E) và năng suất hạt (F) của giống Nếp Nương Tròn và giống LC93-1 . 109109
4.16. Tương quan giữ mức bón đạm với lượng nitơ hấp thu trong cây

(G), hiệu quả sinh lý (H), hiệu quả nông học (I) và hiệu quả sử
dụng phân bón (K) của giống Nếp Nương Tròn và giống LC93-1 ... 114114
4.17. Tương quan giữ mức bón nitơ với số nhánh/m2, cường độ quang
hợp, tỷ lệ bông hữu hiệu và chỉ số SPAD .......................................... 118118
4.18. Năng suất thực thu ở các mức nitơ và mật độ trồng khác nhau .......... 120120
4.19. Tương quan giữa năng suất thực thu với chỉ số SPAD và cường độ
quang hợp ........................................................................................ 121121
4.20. Tương quan giữa yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ................ 121121

xi


TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Nguyễn Văn Khoa
Tên Luận án: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học liên quan đến khả năng
chịu hạn và một số biện pháp kỹ thuật canh tác lúa cạn địa phương tại vùng
Tây Bắc Việt Nam
Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 62 62 01 10

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
1. Mục đích nghiên cứu
Thu thập, xác định đặc tính nơng sinh học liên quan đến khả năng chịu
hạn của các giống lúa cạn và đề xuất một số biện pháp kỹ thuật phù hợp với điều
kiện canh tác nhờ nước trời tại vùng Tây Bắc Việt Nam.
2. Phương pháp nghiên cứu
- Đánh giá các đặc điểm hình thái, nông học của cây lúa cạn vùng Tây Bắc
dựa theo tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen cây lúa của IRRI 2002.
- Đánh giá đa dạng di truyền bằng phương pháp sử dụng chỉ thị phân

tử SSR.
- Nghiên cứu khả năng đâm xuyên của rễ mầm qua 3 lớp sáp có độ cứng
1,5Mpa. Khả năng phát triển của bộ rễ khi gặp hạn ở giai đoạn cây con 3 lá bằng
phương pháp SCAN rễ và phần mềm phân tích rễ WinRhizo. Phân tích hàm
lượng proline giai đoạn cây con 3 lá theo phương pháp của (Bates et al., 1973).
- Nghiên cứu hàm lượng diệp lục và khả năng quang hợp, thoát hơi nước
của cây lúa bằng phương pháp sử dụng máy đo chỉ số diệp lục SPAD - 502Plus
của Nhật Bản và máy đo cường độ quang hợp TPS-2 của Mỹ.
- Nghiên cứu khả năng hấp thu đạm, phân tích hàm lượng nitơ trong thân
lá theo phương pháp Kjedahl.
3. Kết quả chính và kết luận
- Vùng Tây Bắc có 53,2 nghìn ha lúa cạn, chiếm 36,9% diện tích tổng diện
tích lúa tồn vùng, do điều kiện khó khăn về nước, thiếu giống, thiếu phân bón và
kỹ thuật chưa phù hợp nên năng suất chỉ đạt từ 10 – 14 tạ/ha.

xii


- Đã thu thập được 88 mẫu giống lúa cạn tại vùng Tây Bắc, trong đó chủ
yếu là các mẫu giống có thời gian sinh trưởng trên 125 ngày (chiếm 72,7%),
chiều cao cây trên 125cm (chiếm 88,6%) và khả năng đẻ nhánh ít (< 5 nhánh/
khóm) (chiếm 90,9%). Trong 88 mẫu giống lúa cạn có 62 mẫu giống lúa nếp, 26
mẫu giống lúa tẻ. Ở mức độ tương đồng di truyền 66%, tập đoàn 62 mẫu giống
lúa nếp được phân thành 4 nhóm và 26 mẫu giống lúa tẻ được phân thành 3
nhóm khác nhau về di truyền.
- Phát hiện được các đặc điểm hình thái liên quan đến khả năng chịu hạn
tốt của cây lúa cạn gồm: Chiều dài rễ, đường kính rễ và khối lượng rễ lớn, khả
năng đâm xuyên của rễ mầm tốt, khả năng đẻ nhánh tốt, tỷ lệ bông hữu hiệu và tỷ
lệ hạt chắc cao trong đó quan trọng nhất là chiều dài rễ, khối lượng rễ khô và tỷ
lệ hạt chắc.

- Các đặc điểm sinh lý quan đến khả năng chịu hạn tốt của cây lúa gồm:
Khả năng tích lũy hàm lượng proline, hàm lượng nước tương đối trong lá cao khi
gặp hạn, khả năng duy trì hàm lượng diệp lục và phục hồi quang hợp tốt sau hạn,
sự tích lũy hàm lượng chất khơ cao ở giai đoạn trỗ và chín sáp, trong đó quan
trọng nhất là khả năng phục hồi quang hợp sau hạn.
- Giới thiệu được 3 mẫu giống lúa cạn gồm: Nếp Nương Trịn, Khẩu Vặn
Lón, Thóc Gie, đây là những mẫu giống có khả năng chịu hạn tốt và có tiềm
năng năng suất cao trong điều kiện canh tác nhờ nước trời tại vùng Tây Bắc.
- Hiệu suất sử dụng đạm trong tạo sinh khối và năng suất hạt của giống
Nếp nương tròn lần lượt đạt 6,9 gN/kg thân lá và 13,8 gN/kg hạt. Hiệu quả sử
dụng đạm đến năng suất cao nhất đạt 39,2 mg hạt/mg N trong điều kiện trồng
trong chậu và đạt 15,3 kg/kg N trong điều kiện đồng ruộng, tương đương so với
giống LC93-1. Trong điều kiện canh tác nhờ nước trời vùng Tây Bắc, giống Nếp
Nương Tròn đạt được năng suất cao nhất (39,0 tạ/ha) khi gieo trồng ở mật độ 40
khóm/m2 và bón 80 kgN/ha.

xiii


THESIS ABSTRACT
PhD candidate: Nguyen Van Khoa
Thesis title: Research on agro-biologic traits related to drought tolerance and
some technical methods for local upland rice cultivation in Northwest region
of Vietnam.
Major: Crop science

Code: 62 62 01 10

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
1. Research Objectives

To collect, determine the agro-biologic traits related to drought tolerance
of upland rice varieties and propose several techical meansures appropriate with
rain-fed farming condition in Northwestern region of Vietnam.
2. Materials and Methods
- To evaluate the morphological and agronomical traits of upland rice
in Northwest region according to the standard evaluation system for rice,
IRRI 2002.
-Estimation of the genetic diversity by molecular marker method SSR.
- Research on the radicle-penetration ability through 3 wax layers of
1.5Mpa in hardness. Growth ability of roots in 3 leaf stage under drought
condition is studied by root scanning method and WinRhizo root analysis
software. The proline content in 3 leaf stage is analyzed through method of
Bates et al. (1973).
- Measuring chlorophyll content and photosynthesis ability, transparation
of rice is conducted by the method using SPAD - 502Plus chlorophyll meter of
Japan and TPS-2 photosynthesis system of USA.
- Measuring the nitrogen absorption ability, analyzing the nitrogen content
of stem uses Kjedahl method.
3. Main fidings and conclusions
- Northwest region has 53.2 thousand ha of paddy rice, accounting for
36.9% of total rice area of region. Due to the water shortage, the lack of seed and
fertilizer, the inappropriate technique, the productivity only attains from 1,03 to
1,35 ton/ha.

xiv


- A total of 88 varieties of paddy rice were already collected in Nortwest
region, of which the majority have over 125 day growth time (account for
72,7%), over 125cm height (account for 88.6%) and low tillering ability (< 5

tillers/ hill) (account for 90.9%). Among 88 varieties of paddy rice, there are 62
sticky rice and 26 ordinary rice. At degree of 66% homology, 62 sticky rice
samples are divided into 4 groups and 26 ordinary rice samples are divided into
3 groups of different genes.
- The morphological traits related to drought tolerance of rice is identified
from the factors such as sizable root length, root diameter, root volume, good
radicle penetration ability, good tillering ability, high ratio of effective panicle
and qualified seeds. Among them, the root length, dried root volume and the ratio
of qualified seeds are the most significant.
- The physiological traits related to good drought tolerance of rice is
identified from the factors such as proline accumulating ability, high relative
content of water in leaf under drought condition, the ability to retain the
chlorophyll content and good photosynthesis restoration after drought condition,
the good accumulation of dry substance at the stage of reproduction and waxy
ripening period. Among them, the photosynthesis restoration ability after drought
condition plays the most important role.
- 3 varieties of paddy rice are introduced namely: Nep Nuong Tron, Khau
Van Lon, Thoc Gie which have good resistance to drought and potentially high
productivity under rainfed cultivation condition in Northwest region.
- The efficiency of using nitrogen in biomass production and the seed
productivity of Nep Nuong Tron variety attain 6.9 gN/kg for tiller and 13.8
gN/kg for seed. The effect of using nitrogen in productivity reach the peak of
39.2 mg seed/mg N for plant in pot and 15.3 kg/kg N for plant in field,
equivalent to those of LC93-1 variety. Under the rainfed cultivation condition
in Northwest region, Nep Nuong Tron variety reach the highest productivity
(3.9 ton per ha) when sowing density is 40 cluster/m2 and the amount of
fertilizer is 80 kgN/ha.

xv

PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây lương thực quan trọng nhất
của lồi người. Diện tích trồng lúa trên thế giới khoảng 163,2 triệu ha trong đó
90% diện tích lúa là ở Châu Á (Maclean et al., 2013). Việt Nam là một trong
những nước có sản lượng lúa hàng đầu thế giới, năm 2014, sản lượng lúa của
Việt Nam đạt trên 44 triệu tấn, đứng thứ 5 thế giới sau Trung Quốc, Ấn Độ,
Banglades và Indonesia (FAO, 2015). Từ năm 2000 đến nay, Việt Nam luôn là
nước xuất khẩu gạo lớn thứ 2 thế giới sau Thái Lan. Cùng với lúa nước, lúa cạn
chiếm một vị trí khơng nhỏ trong đời sống hàng ngày, đặc biệt đối với nông dân
vùng cao, vùng sâu. Diện tích lúa cạn trên thế giới có khoảng 15 triệu ha, chiếm
14% tổng diện tích trồng lúa. Trong số này, Châu Á có khoảng 10 triệu ha, trong
đó Nam Á chiếm 60%, số cịn lại ở Đông Nam Á (Maclean et al., 2013). Tại Việt
Nam, diện tích lúa cạn có khoảng 500.000ha trong đó khu vực Tây Bắc có diện
tích lúa cạn khoảng gần 60.000ha. Năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc rất thấp, chỉ
đạt từ 10 đến 14 tạ/ha. Tuy nhiên tại những vùng khô hạn, các giống lúa cải tiến
không thể trồng được, do đó lúa cạn vẫn là nguồn lương thực chính cho người
dân. Phát triển sản xuất lúa cạn một cách hợp lý ở vùng cao vừa để giải quyết vấn
đề lương thực tại chỗ, vừa bảo vệ môi trường, tái sinh và bảo vệ rừng là vấn đề
có tầm quan trọng hiện nay.
Năng suất lúa cạn thấp chủ yếu do thiếu giống, thiếu phân và kỹ thuật
canh tác chưa phù hợp. Các giống lúa cạn ở vùng Tây Bắc rất đa dạng và phong
phú, nhiều giống có khả năng chịu hạn khá tốt, năng suất cao. Đây chính là
nguồn gen rất quý có thể sử dụng để chọn lọc các giống lúa cạn phục vụ sản xuất.
Tuy nhiên cũng có rất nhiều giống có nhược điểm là cao cây, thời gian sinh
trưởng dài và năng suất thấp. Ngoài ra trong quá trình canh tác lâu dài với các
biện pháp kỹ thuật đơn giản, các giống lúa địa phương ngày một thối hố lẫn
tạp, và có nguy cơ bị mất dần. Vì vậy, việc thu thập, đánh giá và tuyển chọn các

giống lúa địa phương phục vụ sản xuất là rất quan trọng.
Bên cạnh yếu tố về giống thì vấn đề kỹ thuật sản xuất chưa phù hợp, đầu
tư ít cũng là một nguyên nhân lớn làm cho năng suất lúa cạn thấp. Trong những
điều kiện không thuận lợi về giao thông thuỷ lợi, hạn chế về tưới tiêu, việc áp
1


dụng các biện pháp kỹ thuật cao vào sản xuất là rất khó khăn. Chính vì vậy việc
nghiên cứu để từ đó đưa ra các biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp nhằm nâng
cao năng suất lúa cạn tại vùng Tây Bắc cũng là một vấn đề cần quan tâm.
Nghiên cứu về lúa cạn trên thế giới đã được tiến hành từ nhiều năm, các
nghiên cứu tập chung vào đánh giá các đặc điểm hình thái, sinh lý sinh hóa và di
truyền liên quan đến tính chịu hạn của cây lúa đồng thời chọn tạo các giống lúa
cạn phục vụ sản xuất. Tuy nhiên đến nay chương trình chọn tạo, nhân giống lúa
tập trung vào khả năng chịu hạn chưa tạo ra được nhiều giống lúa cạn phục vụ
sản xuất (Bernier et al., 2008). Tại Việt Nam, những năm gần đây cũng đã có
một số nhà khoa học nghiên cứu về cây lúa cạn, các nghiên cứu chủ yếu được
thực hiện tại Hà Nội, Thái Nguyên, Cao Bằng, Bắc Kạn và Tây Nguyên. Tại
vùng Tây Bắc, chưa có một nghiên cứu nào nghiên cứu một cách có hệ thống về
lúa cạn, mặc dù đây là một trong những vùng có diện tích lúa cạn lớn trong cả
nước. Vì vậy, việc nghiên cứu để tìm ra các đặc điểm hình thái và sinh lý liên
quan đến tính chịu hạn để chọn lọc ra một số giống lúa cạn phục vụ cho vùng
Tây Bắc là rất cần thiết.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Thu thập, xác định đặc tính nơng sinh học liên quan đến khả năng chịu
hạn của các giống lúa cạn và đề xuất một số biện pháp kỹ thuật phù hợp với điều
kiện canh tác nhờ nước trời tại vùng Tây Bắc Việt Nam.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.1. Đối tượng nghiên cưu
Tập đoàn các mẫu giống lúa cạn thu thập tại vùng Tây Bắc Việt Nam

(Sơn La, Điện Biên, Lai Châu).
1.3.2. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
- Điều tra, đánh giá các giống lúa cạn địa phương tại 3 tỉnh thuộc khu vực
Tây Bắc gồm Sơn La, Điện Biên và Lai Châu.
- Nghiên cứu một số đặc điểm nông sinh học liên quan đến tính chịu hạn
của cây lúa cạn vùng Tây Bắc. Bước đầu nghiên cứu khả năng hấp thu, đồng hóa
đạm và ảnh hưởng của mật độ, mức phân đạm bón đến sinh trưởng, phát triển và
năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc.
- Thời gian nghiên cứu: Đề tài được thực hiện từ năm 2012 đến năm 2015.
2


1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
- Thu thập và đánh giá được một số đặc điểm nông sinh học của 88 mẫu
giống lúa cạn địa phương vùng Tây Bắc phục vụ bảo tồn và chọn giống.
- Phát hiện được các đặc điểm nơng học (số lượng, kích thước, khả năng
đâm xuyên của rễ mầm, khả năng đẻ nhánh, khả năng đậu hạt), đặc điểm sinh lý
(tích lũy proline, hàm lượng diệp lục, khả năng quang hợp, phục hồi quang hợp,
tích lũy chất khơ) liên quan đến tính chịu hạn và năng suất của cây lúa cạn địa
phương vùng Tây Bắc.
- Giới thiệu được 3 mẫu giống lúa cạn địa phương (Nếp Nương Trịn,
Khẩu Vặn Lón, Thóc Gie) là những mẫu giống chịu hạn tốt và có tiềm năng năng
suất cao trong điều kiện canh tác nhờ nước trời vùng Tây Bắc Việt Nam.
- Xác định được đặc điểm hấp thu, đồng hóa đạm và mật độ gieo trồng
thích hợp, cho năng suất cao đối với giống lúa cạn tại vùng Tây Bắc Việt Nam.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
- Cung cấp những dẫn liệu khoa học về đặc điểm nơng sinh học và đặc
điểm hình thái, sinh lý liên quan đến tính chịu hạn của cây lúa cạn vùng Tây Bắc.
- Cung cấp thông tin về đặc điểm hấp thu và đồng hóa đạm của giống lúa

cạn vùng Tây Bắc.
- Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị về khoa học cho việc nghiên cứu,
giảng dạy và phát triển các giống lúa cạn có tiềm năng năng suất cao trong các
vùng có điều kiện sinh thái hạn.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Thu thập được 88 mẫu giống lúa cạn, trong đó có 62 mẫu giống lúa nếp
và 26 mẫu giống lúa tẻ. Đã phân nhóm các mẫu giống lúa cạn dựa vào đặc điểm
nông học và di truyền để phục vụ bảo tồn và sử dụng.
- Xác định được 3 mẫu giống lúa cạn có năng suất cao, chịu hạn tốt, phù
hợp với vùng Tây Bắc là Nếp Nương Trịn, Khẩu Vặn Lón và Thóc Gie.
- Xác định được lượng phân đạm bón và mật độ gieo trồng thích hợp cho
giống lúa Nếp Nương Trịn tại vùng Tây Bắc.

3


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KHÍ HẬU VÙNG TÂY BẮC
2.1.1. Vị trí địa lý vùng Tây Bắc
Vùng Tây Bắc được xác định bởi toạ độ địa lý: Từ 20014’ đến 22030’ vĩ độ
Bắc, và từ 102010’ đến 105055’ kinh độ Đông. Tây Bắc bao gồm 4 tỉnh Lai Châu,
Điện Biên, Sơn La và Hồ Bình. Tổng diện tích tự nhiên của tồn vùng là
3733000,99ha (chiếm khoảng 11,3% diện tích tự nhiên cả nước). Phía Bắc của
Vùng giáp với tỉnh Vân Nam - Trung Quốc, phía Tây giáp 2 tỉnh Luông Pra
Băng và Phông Sa Lỳ - CHDCND Lào, phía Đơng Bắc giáp tỉnh Lào Cai, phía
Đơng giáp tỉnh n Bái, Phú Thọ, cịn phía Nam tiếp giáp với các tỉnh Ninh
Bình, Hà Nội. Vùng Tây Bắc có ý nghĩa quan trọng trong việc giao lưu kinh tế
dọc thung lũng với đồng bằng sông Hồng, và với các tỉnh phía Tây Nam Trung
Quốc, Thượng Lào. Bên cạnh vị thế về phát triển kinh tế, vùng này cịn có ý
nghĩa đặc biệt về an ninh quốc phịng (Lê Bá Thảo, 2009).

2.1.2. Đặc điểm địa hình
Tây Bắc có địa hình núi cao, mở rộng đồ sộ nhất so với các khu địa lý
khác ở Việt Nam, ba mặt Bắc, Đơng, Tây là những dãy núi lớn, địa hình đội cao
và giữa là hệ thống các mạch núi xen sơn nguyên, cao nguyên đá vôi, các bồn
địa, vùng trũng lớn nhỏ mà địa thế thấp hẳn xuống. Sự tương phản giữa địa hình
nâng cao ở Bắc, Tây Bắc và địa hình giảm thấp đột ngột ở phần Nam và Đông
Nam của khu vức chi phối rất lớn các đặc điểm khí hậu, q trình xâm thực ngoại
lực và ảnh hưởng của quá trình này tới các khu đồng bằng lân cận.
Địa hình khu Tây Bắc điển hình cho địa hình nhiệt đới được trẻ hố với độ
chia cắt sâu phổ biến từ : 250 - 400 m/km2, ở các tỉnh Điện Biên và Lai Châu độ
chia cắt sâu đạt trên 400 m/km2, chia cắt ngang phổ biến 1,25 - 2,0 km/km2. Địa
hình miền đồi núi Tây Bắc đều có sườn rất dốc, đại bộ phận từ 150 - 250 nhiều
vùng trên 250, các khối núi cao cấu tạo từ granit, đỉnh sắc, nhọn, sườn dốc khá ưu
thế. Đây là vùng núi và cao ngun, có địa hình sắp xếp gần như theo một hướng
thấp dần từ Tây Bắc đến Đông Nam, gồm những dãy núi hiểm trở chạy dài xen
kẽ những thung lũng hẹp và những cao nguyên khá rộng. Phần lớn diện tích có
độ cao khơng tới 1000m, nhưng cũng có những đỉnh rải rác vượt quá 2000m ở
phía cực Tây Bắc (dãy Pa Si Lung) và ở biên giới Việt - Lào (dãy Pu Đen Đinh,
Pu Sam Sao). Xen lẫn các dãy núi cao và thấp là các dãy núi trung bình, đồi gị,
4


cao nguyên, sơn nguyên. Phía Bắc, Tây và Nam là những dãy núi cao kế tiếp
nhau, phân định ranh giới với nước bạn Trung Quốc và Lào; phía Đơng và Đơng
Bắc là dãy Hồng Liên Sơn hùng vĩ (cao nhất Việt Nam và Đông Dương) với
đỉnh Phanxipang cao 3.143m (Lê Bá Thảo, 2009).
2.1.3. Đặc điểm khí hậu
Nằm khuất bên sườn Tây dãy Hồng Liên Sơn, lại ở vị trí xa nhất phía
Tây lãnh thổ, vùng núi Tây Bắc có khí hậu khác biệt rõ rệt với phần còn lại của
Bắc Bộ. Có thể nói trong các vùng khí hậu phân chia của Miền khí hậu phía Bắc,

vùng Tây Bắc thể hiện nhiều nét dị thường nhất với khí hậu chung toàn miền
(Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Trọng Hiệu, 2005).
* Chế độ nhiệt: Điểm nổi bật của khí hậu Tây Bắc là mùa đơng tương đối
ấm và khơ hanh điển hình cho khí hậu gió mùa. Dãy Hồng Liên Sơn đồ sộ và
kéo dài hầu như liên tục ở độ cao hơn 2000m như một bức bình phong ngăn chặn
khơng khí cực đới tràn vào vùng núi khuất này. Khơng khí cực đới thâm nhập
dần vào từ vùng đồng bằng theo các thung lũng sông Đà, sau khi trải qua một q
trình biến tính khá sâu sắc (nhiệt độ tăng, độ ẩm giảm) .
Bảng 2.1: So sánh nhiệt độ mùa đông ở Tây Bắc với các vùng khác
Nhiệt độ trung
bình tháng 1 (0C)

Nhiệt độ tối thấp
tuyệt đối (0C)

Biên độ năm

Lai Châu (244m)

17,3

4,9

9,2

Hà Giang (118m)

15,5

2,2

11,8

Lạng Sơn (259m)

13,7

-2,1

13,3

Hà Nội (5m)

16,6

2,7

12,2

Địa điểm

(0C)

Nguồn: Phạm Ngọc Tồn và Phan Tất Đắc (1993)

Ảnh hưởng của gió mùa cực đới tới vùng này đã bị suy giảm nhiều. Kết
quả là mùa đông ở đây ấm hơn rõ rệt vùng núi Việt Bắc 1-20C và vùng núi Đông
Bắc 2-30C. Trong các thung lũng ở Tây Bắc mà độ cao so với mực nước biển đạt
tới 200-300m, nhiệt độ trung bình tháng 1 cao hơn đồng bằng Băc Bộ tới 10C. Sự
nâng cao nhiệt độ mùa đông đã dẫn tới sự giảm biên độ năm của nhiệt độ. Chênh

lệch giữa nhiệt độ tháng nóng nhất và lạnh nhất ở Tây Bắc chỉ vào khoảng 100C
(so với 120C ở đồng bằng, 13-140C ở vùng Đơng Bắc) tương đương với vùng
Bình Trị Thiên cũ ở Trung Bộ.
5


* Chế độ mưa: Khu vực Tây Bắc có lượng mưa bình quân từ 1800 mm –
2.500 mm/năm. Do ảnh hưởng của địa hình (các dãy núi cao) mà lượng mưa trên
một số khu vực có khác nhau. Mùa mưa ở Tây Bắc kéo dài 5 tháng từ tháng IV
đến tháng IX.
- Phân bố lượng mưa: lượng mưa biến đổi rất phức tạp theo lãnh thổ chủ
yếu phụ thuộc vào điều kiện địa hình. Các thung lũng và vùng bồn địa bị núi che
khuất là những khu vực ít mưa. Các vùng núi cao là những nơi mưa nhiều.
Lượng mưa phân bố không đều trong năm, thường tập trung vào các tháng mùa
hè chiếm 78-85% lượng mưa cả năm, tháng IV đến tháng VII có lượng mưa lớn
nhất (trung bình trên 300 mm/tháng). Tổng số ngày mưa trung bình trong năm
biến động từ 114-178 ngày. Ở các vùng cao lượng mưa tăng đều từ 1500-1800
mm/năm. Khu vực này bao gồm các vùng cao nằm phía tây bồn địa trung tâm, ở
vùng núi Lai Châu, Hồ Bình, Điện Biên và một số vùng núi cao Sơn La, với
diện tích phân bố tương đối hẹp.
- Trong phạm vi vùng núi Tây Bắc, chế độ mưa có sự phân hóa khá rõ nét,
có thể chia vùng núi Tây Bắc thành hai khu vực: Khu vực Bắc Tây Bắc bao gồm
đại bộ phận từ Quỳnh Nhai - Lai Châu trở lên và khu vực Nam Tây Bắc là vùng
còn lại.
Khu vực Bắc Tây Bắc: Trong khu vực này có lượng mưa rất phong phú, đại
bộ phận thu được lượng mưa trung bình năm vượt quá 1.800 – 2.000 mm/năm.
Đặc biệt, phần cực Tây Bắc của khu vực (vùng Mường Tè) là một trong những
trung tâm mưa lớn của nước ta với lượng mưa 2.500 – 3.000 mm/năm (TB
2.801mm). Tuy nhiên, trong một vài thung lũng cá biệt, lượng mưa cũng giảm
đáng kể, trung bình năm không tới 1.500mm (Phong Thổ: 1.472 mm/năm).

Bảng 2.2. Đặc trưng chế độ mưa ở vùng Bắc Tây Bắc
Đặc trưng

Mường
Tè

Sìn Hồ

Mường
Lay

Than Uyên

2.801

2.632

1.966

2.031

128

164

137

152

Lượng mưa tháng lớn nhất (mm)

594(VI)

544(VI)

413(VI)

5.388(VII)

Lượng mưa tháng nhỏ nhất (mm)

4(I)

5(XII)

3(I)

4(XII)

(với suất đảm bảo > 50%)
Lượng mưa năm (mm)
Số ngày mưa năm

Nguồn: Phạm Ngọc Toàn và Phan Tất Đắc (1993)
6


Khu vực Nam Tây Bắc: Tại Bắc Tây Bắc là một trong những khu vực
nhiều mưa ở nước ta thì trái lại Nam Tây Bắc lại là khu vực tương đối ít mưa.
Trên đại bộ phận khu vực, lượng mưa trung bình năm chỉ trong khoảng 1.400 –

1.600mm. Đó là không kể một số nơi thung lũng khuất không thu được lượng
mưa tới 1.200 mm/năm (Yên Châu: 1.108 mm/năm; Sông Mã: 1.092 mm/năm) là
những lượng mưa thuộc loại ít nhất tồn quốc. Bên cạnh đó số ngày mưa cũng ít,
trung bình cả năm chỉ có chừng 110 - 130 ngày mưa.
Bảng 2.3. Đặc trưng chế độ mưa ở vùng Nam Tây Bắc
Đặc trưng

n Châu

Hồ Bình

Sơn La

Pha Đin

1.108

1.419

1.567

1.770

111

118

126

154

Lượng mưa tháng lớn nhất (mm)

235(VIII)

295(VII)

329(VI)

363(VI)

Lượng mưa tháng nhỏ nhất (mm)

4(XII)

10(XII)

13(I)

24(I)

(với suất đảm bảo >50%)
Lượng mưa năm (mm)
Số ngày mưa năm

Nguồn: Phạm Ngọc Toàn và cs. (1993)

Cũng như Bắc Tây Bắc, mùa mưa ở Nam Tây Bắc bắt đầu từ tháng IV và
kết thúc vào tháng IX, sớm hơn các nơi khác ở Bắc Bộ một tháng. Phân bố mưa
không đều giữa mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa ở Tây Bắc kéo dài 5 tháng, từ

tháng V đến tháng IX. Tổng lượng mưa của 5 tháng mùa mưa chiếm 75-77%
lượng mưa năm.
2.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA CẠN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
2.2.1. Giới thiệu chung về lúa cạn
Trên thế giới, đã có nhiều tác giả đưa ra các khái niệm về lúa cạn khác
nhau. Bardenas and Chang (1965) cho rằng: "Lúa cạn là loại lúa hồn tồn được
gieo trên đất khơ, đất khơng có bờ, nó sống tuỳ thuộc vào ẩm độ do lượng mưa
cung cấp (nhờ nước trời)". Khush (1984) và Dat (1986) cùng đưa ra khái niệm:
"Lúa cạn được trồng trong mùa mưa, trên chân đất cao, đất thoát nước tự nhiên
trên những chân ruộng khơng có bờ hoặc được đắp bờ và khơng có nước dự trữ
thường xun trên bề mặt. Lúa cạn được hình thành và phát triển từ lúa nước để
thích nghi với những vùng trồng lúa thường gặp hạn".
7


Theo Nguyễn Gia Quốc (1994), lúa cạn được chia làm hai dạng:
- Lúa cạn thực sự (lúa rẫy, dry rice hoặc upland rice): Là loại lúa thường
được trồng trên các triền dốc của đồi, núi khơng có bờ ngăn và ln ln khơng
có nước. Cây lúa hồn tồn sử dụng lượng nước mưa ngấm trong đất để sinh
trưởng và phát triển.
- Lúa cạn khơng hồn tồn (lúa nước trời Rainfed rice): Là loại lúa trồng
trên triền thấp, khơng có hệ thống tưới tiêu chủ động, cây lúa sống hoàn toàn
bằng nước mưa tại chỗ, nhưng nước mưa có thể dự trữ trên bề mặt ruộng để cung
cấp cho cây lúa.
Vũ Tuyên Hoàng (1995) 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 Ngun và Đơng 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 sơng Cửu Long.
Kể cả diện tích đất bằng phẳng nhưng khơng có hệ thống thuỷ nơng hay hệ thống
thuỷ nơng chưa hồn chỉnh vẫn nhờ nước trời hoặc có một phần ít nước tưới,
ruộng ở vị trí cao thường xuyên mất nước. Do điều kiện sống thường xuyên bị
hạn hoặc thiếu nước nên nhiều giống lúa cạn có khả năng chịu hạn tốt. Tuy nhiên
một số giống lúa nước cũng có khả năng chịu hạn ở một số giai đoạn của chúng.
Tác giả Bùi Huy Đáp (2002) định nghĩa: "Lúa cạn là loại lúa gieo trồng
trên đất cao như các loại hoa màu trồng trên cạn khác, khơng tích nước trong
ruộng và hầu như khơng bao giờ được tưới thêm. Nước cho lúa chủ yếu do nước
mưa cung cấp và được giữ lại trong đất". Về nguồn gốc của lúa cạn, theo Nguyễn
Văn Hiển và Trần Thị Nhàn (1982), lúa cạn được phát triển từ lúa nước, để thích
nghi được với điều kiện hạn hán, lúa cạn được phát triển theo hướng thời gian
sinh trưởng được rút ngắn, gieo sớm và chịu được hạn.
2.2.2. Tình hình sản xuất lúa cạn trên thế giới và ở Việt Nam
Lúa là một trong những cây lương thực quan trọng trên thế giới, theo số
liệu thống kê của FAO năm 2014, diện tích trồng lúa trên tồn thế giới khoảng
163,2 triệu ha, trong đó Châu Á chiếm khoảng 90% diện tích. Lúa có tưới
(irrigated lowland rice) là hệ thống trồng lúa chính trên thế giới với diện tích
8