Tổng quan nghiên cứu

Lúa gạo là nguồn lương thực thiết yếu nuôi sống hơn 40% dân số toàn cầu, trong đó khoảng 25% dân số sử dụng gạo cho hơn một nửa khẩu phần năng lượng hàng ngày. Tại Việt Nam, sản xuất lúa giữ vai trò nòng cốt đối với an ninh lương thực và kim ngạch xuất khẩu nông sản. Đối với tỉnh Quảng Ngãi, địa phương có quy mô dân số trên 1,236 triệu người và diện tích gieo trồng lúa hàng năm duy trì ở mức khoảng 75,4 nghìn ha với tổng sản lượng trên 426 nghìn tấn, việc duy trì tốc độ tăng trưởng năng suất đóng vai trò then chốt cho sự phát triển kinh tế nông thôn.

Tuy nhiên, địa bàn Nam Trung Bộ nói chung và Quảng Ngãi nói riêng đang đối mặt trực tiếp với tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu, bão lũ trái mùa, hạn hán và áp lực dịch hại nghiêm trọng làm tổn thất ước tính từ 15% đến 30% sản lượng mỗi năm. Bên cạnh đó, hiện tượng thoái hóa giống lúa lai sau 2 đến 3 vụ gieo trồng dẫn đến hiện tượng suy giảm năng suất và giảm khả năng chống chịu sâu bệnh. Đề tài tập trung giải quyết vấn đề cấp thiết: Đánh giá toàn diện mức độ phát sinh sâu bệnh hại, các chỉ tiêu nông sinh học và khả năng tạo năng suất của 8 tổ hợp lúa lai mới nhập nội và lai tạo trong nước so với giống đối chứng phổ biến tại địa phương là Nhị ưu 838.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là tuyển chọn được những giống lúa lai ưu việt có thời gian sinh trưởng phù hợp với khung thời vụ khắt khe của tỉnh, đạt năng suất vượt trội trên 65 đến 70 tạ/ha và sở hữu tính kháng tự nhiên cao trước các loài dịch hại nguy hiểm. Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm qua 2 vụ sản xuất liên tiếp gồm vụ Đông Xuân và vụ Hè Thu tại Trạm Khảo nghiệm và Hậu kiểm giống cây trồng Sơn Tịnh, cung cấp luận cứ khoa học vững chắc để tái cơ cấu bộ giống lúa lai cho vùng duyên hải Miền Trung.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết ưu thế lai ở cây trồng tự thụ phấn, khẳng định rằng con lai F1 mang tổ hợp gen dị hợp tử thể hiện sức sống vượt trội, tốc độ sinh trưởng mạnh mẽ và năng suất cao hơn từ 15% đến 20% so với các giống lúa thuần bố mẹ. Cơ sở lý luận thứ hai là học thuyết quản lý dịch hại tổng hợp kết hợp với lý thuyết tương tác kiểu gen và môi trường, xác định rằng tính chống chịu sâu bệnh và tiềm năng năng suất của giống cây trồng chỉ được biểu hiện tối ưu khi kiểu gen thích nghi hài hòa với điều kiện sinh thái ngoại cảnh cụ thể.

Các khái niệm chuyên ngành cốt lõi được vận dụng xuyên suốt gồm:

  • Khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng: Quy trình đánh giá toàn diện các đặc tính nông học, tính chống chịu và chất lượng nông sản của giống mới trước khi đưa vào sản xuất đại trà.
  • Ưu thế lai thương phẩm: Hiệu ứng sinh học vượt trội của thế hệ lai F1 biểu hiện qua các yếu tố cấu thành năng suất như số bông hữu hiệu, số hạt trên bông và tỷ lệ hạt chắc.
  • Ngưỡng gây hại kinh tế của sâu bệnh: Mật độ dịch hại mà tại đó chi phí thiệt hại do sâu bệnh gây ra tương đương với chi phí áp dụng các biện pháp phòng trừ.
  • Động thái phát sinh quần thể: Quy luật tăng giảm mật độ dịch hại theo từng giai đoạn sinh trưởng của cây lúa dưới sự tác động của thời tiết khí hậu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thực nghiệm sơ cấp thu thập trực tiếp từ đồng ruộng qua 2 vụ khảo nghiệm tại Trạm Sơn Tịnh thuộc Trung tâm Khảo nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Miền Trung. Vật liệu khảo nghiệm gồm 8 giống lúa lai triển vọng gồm Swift vàng, Syn NĐ 93, CNG 600, SUT89, KC06-1, KC06-5, Bi013, HB 02 và 1 giống đối chứng Nhị ưu 838.

Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần nhắc lại nhằm triệt tiêu tối đa sai số do độ phì không đồng đều của đất đai. Tổng quy mô thí nghiệm gồm 27 ô cơ bản, mỗi ô có diện tích 10 m2 trên tổng diện tích mặt bằng 370 m2, mật độ cấy đạt chuẩn 40 khóm/m2. Quy trình điều tra sâu bệnh tuân thủ nghiêm ngặt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-166:2014/BNNPTNT và hệ thống đánh giá chuẩn của Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế. Các chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất được phân tích theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-55:2011/BNNPTNT. Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh học bằng phần mềm Statistix phiên bản 9.0 qua phép phân tích phương sai ANOVA và so sánh sai khác trung bình bằng kiểm định LSD ở mức ý nghĩa 5%, bảo đảm độ tin cậy tuyệt đối cho các kết luận khoa học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả thực nghiệm 2 vụ liên tiếp đã xác định rõ 4 đối tượng dịch hại chính phát sinh phổ biến trên đồng ruộng gồm sâu cuốn lá nhỏ, sâu đục thân 2 chấm, rầy nâu và bệnh khô vằn:

  1. Diễn biến sâu cuốn lá nhỏ: Mật độ sâu non đạt đỉnh điểm vào giai đoạn đẻ nhánh rộ đến làm đòng. Trong vụ Đông Xuân, mật độ sâu cuốn lá nhỏ đạt cực đại vào ngày 05/03/2015, trong đó giống đối chứng Nhị ưu 838 nhiễm nặng nhất với 22,0 con/m2, trong khi giống Swift vàng có tính chống chịu vượt trội với mật độ thấp nhất chỉ 6,0 con/m2. Sang vụ Hè Thu, mật độ sâu cao nhất ghi nhận trên giống Bi013 đạt 15,67 con/m2 vào ngày 20/07/2015.

  2. Tính kháng sâu đục thân và rầy nâu: Tỷ lệ hại của sâu đục thân duy trì ở mức thấp dưới 2,0% trong vụ Đông Xuân và dưới 2,67% trong vụ Hè Thu, trong đó các giống Swift vàng, CNG 600 và KC06-5 kháng sâu đục thân tốt nhất với tỷ lệ gây hại gần như bằng 0% ở nhiều đợt theo dõi. Mật độ rầy nâu bùng phát vào ngày 03/04/2015 trong vụ Đông Xuân, cao nhất ở giống SUT89 đạt 971,0 con/m2 và Bi013 đạt 970,0 con/m2, trong khi giống HB 02 chỉ có 311,7 con/m2.

  3. Diễn biến bệnh đạo ôn và khô vằn: Tỷ lệ bệnh đạo ôn lá đạt cực đại vào ngày 05/03/2015 dao động từ 3,47% đến 4,53% rồi suy giảm nhanh khi nhiệt độ tăng. Bệnh khô vằn phát sinh mạnh từ giai đoạn ôm đòng đến trỗ chín, với tỷ lệ bệnh tăng nhanh trong vụ Hè Thu do điều kiện ẩm độ và nhiệt độ cao.

  4. Năng suất và tiềm năng thâm canh: Nhóm giống Syn NĐ 93, CNG 600, Swift vàng và KC06-5 thể hiện khả năng sinh trưởng nổi trội, số nhánh hữu hiệu cao và cho năng suất thực thu vượt hoặc tương đương giống đối chứng Nhị ưu 838 ở cả 2 vụ. Ngược lại, hai giống SUT89 và HB 02 có năng suất thấp hơn đối chứng rõ rệt ở cả hai mùa vụ.

Thảo luận kết quả

Khả năng chống chịu sâu bệnh và năng suất vượt trội của các giống Syn NĐ 93, CNG 600 và Swift vàng bắt nguồn từ đặc tính di truyền ưu việt kết hợp với bộ lá đòng đứng, thân cứng cáp và khả năng đẻ nhánh tập trung. Điều kiện khí hậu tại Quảng Ngãi với tổng số giờ nắng vụ Đông Xuân đạt từ 153,8 đến 276,1 giờ/tháng và nhiệt độ trung bình từ 21,5 đến 30,5 độ C đã tạo điều kiện lý tưởng để các giống lúa lai này tối ưu hóa quá trình quang hợp.

Các dữ liệu nghiên cứu khi được tổng hợp qua biểu đồ đường động thái mật độ sâu bệnh cho thấy rõ pha tăng trưởng của dịch hại hoàn toàn trùng khớp với các đợt bón thúc phân đạm và giai đoạn cây lúa che phủ kín đất. Bảng so sánh các yếu tố cấu thành năng suất khẳng định rằng các giống có số bông hữu hiệu trên m2 cao và tỷ lệ lem lép hạt thấp dưới 15% là yếu tố quyết định năng suất thực thu cuối cùng. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai tại Đồng bằng sông Hồng và duyên hải Trung Bộ, khẳng định rằng việc thay thế các giống cũ bị thoái hóa bằng các tổ hợp lúa lai mới giúp tăng hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện tích từ 12% đến 25%.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chuyển hóa kết quả nghiên cứu thành giá trị thực tiễn trong sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Quảng Ngãi, tác giả đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

  1. Mở rộng mô hình khảo nghiệm diện rộng và sản xuất thử nghiệm: Đề nghị Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Ngãi phối hợp cùng các Trung tâm Dịch vụ Nông nghiệp triển khai sản xuất thử nghiệm các giống lúa lai triển vọng gồm Syn NĐ 93, CNG 600 và Swift vàng trên quy mô 50 đến 100 ha tại các vùng sinh thái trọng điểm trong vòng 12 đến 24 tháng tới nhằm hoàn thiện đánh giá độ ổn định năng suất.

  2. Chuẩn hóa quy trình canh tác và quản lý dịch hại thông minh: Áp dụng đồng bộ quy trình kỹ thuật với mật độ cấy chuẩn 40 khóm/m2, cân đối tỷ lệ phân bón 110 kg N + 90 kg P2O5 + 80 kg K2O kết hợp 1 tấn phân hữu cơ vi sinh trên 1 ha. Thực hiện nguyên tắc quản lý dịch hại tổng hợp nhằm giảm thiểu từ 20% đến 30% lượng thuốc bảo vệ thực vật hóa học trên đồng ruộng.

  3. Điều chỉnh khung lịch thời vụ né tránh thiên tai: Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật tỉnh cần chỉ đạo gieo cấy vụ Đông Xuân tập trung từ cuối tháng 12 để thu hoạch dứt điểm vào tháng 4, đồng thời kết thúc gieo cấy vụ Hè Thu trong tháng 5 để thu hoạch trước ngày 05 tháng 9 hàng năm, giúp cây lúa tránh được lũ lụt sớm và gió bão cuối vụ.

  4. Loại bỏ các giống kém thích nghi khỏi cơ cấu sản xuất: Khuyến cáo bà con nông dân và các hợp tác xã nông nghiệp không đưa hai giống SUT89 và HB 02 vào cơ cấu giống đại trà do khả năng chống chịu sâu bệnh kém và năng suất thực thu thấp hơn giống đối chứng Nhị ưu 838.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang tính ứng dụng cao và là nguồn tài liệu tham khảo giá trị cho 4 nhóm đối tượng chính:

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về nông nghiệp: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật các tỉnh Duyên hải Nam Trung Bộ sử dụng dữ liệu để xây dựng định hướng cơ cấu giống cây trồng và ban hành quy chuẩn kỹ thuật sản xuất mùa vụ.

  2. Doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh giống cây trồng: Các công ty giống có cơ sở dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về phản ứng của từng giống lúa lai với điều kiện thổ nhưỡng miền Trung, từ đó xây dựng chiến lược thương mại hóa và phát triển mạng lưới đại lý cung ứng hạt giống F1.

  3. Giảng viên, nhà khoa học và học viên cao học: Các viện nghiên cứu, trường đại học khối Nông - Lâm - Sinh học sử dụng làm tài liệu giảng dạy, nghiên cứu chuyên sâu về công tác khảo nghiệm giống và dịch tễ học côn trùng hại lúa.

  4. Hợp tác xã và cán bộ khuyến nông cơ sở: Kỹ sư nông học tại các địa phương vận dụng làm cẩm nang hướng dẫn xã viên nhận biết sớm triệu chứng sâu bệnh, điều chỉnh mật độ cấy và quy trình bón phân đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.

Câu hỏi thường gặp

1. Trong các giống lúa lai khảo nghiệm, giống nào có khả năng kháng sâu bệnh tốt nhất?
Qua theo dõi thực nghiệm 2 vụ liên tiếp, các giống Swift vàng, CNG 600, KC06-1, KC06-5 và Syn NĐ 93 thể hiện khả năng chống chịu sâu bệnh vượt trội. Đặc biệt, giống Swift vàng duy trì mật độ sâu cuốn lá nhỏ chỉ 6,0 con/m2 trong vụ Đông Xuân, thấp hơn 3,6 lần so với giống đối chứng Nhị ưu 838 (22,0 con/m2).

2. Giống lúa lai nào cho năng suất cao nhất và ổn định qua cả 2 vụ sản xuất tại Quảng Ngãi?
Hai giống lúa Syn NĐ 93 và CNG 600 đạt năng suất thực thu cao nhất và duy trì độ ổn định vượt trội trong cả vụ Đông Xuân và Hè Thu. Ngoài ra, giống Swift vàng và KC06-5 cũng cho năng suất cao hơn hoặc tương đương giống đối chứng Nhị ưu 838 ở vụ Đông Xuân.

3. Mật độ rầy nâu và sâu bệnh trên đồng ruộng thí nghiệm có vượt ngưỡng phải phun thuốc trừ sâu không?
Mật độ rầy nâu cao nhất ghi nhận trên giống SUT89 đạt 971 con/m2 và sâu cuốn lá đạt tối đa 22 con/m2. Dù quần thể phát triển nhanh vào giai đoạn đẻ nhánh rộ và trỗ bông, mật độ này vẫn nằm dưới ngưỡng phòng trừ hóa học bắt buộc theo quy định của Cục Bảo vệ thực vật, nhờ đó bảo tồn được hệ thiên địch tự nhiên.

4. Tại sao giống HB 02 và SUT89 không được khuyến cáo đưa vào sản xuất đại trà?
Kết quả khảo nghiệm cho thấy SUT89 có mật độ rầy nâu cao nhất (971 con/m2) và tỷ lệ bệnh đạo ôn lá cao tới 4,27%, trong khi HB 02 có tỷ lệ sâu đục thân cao nhất (1,87%). Năng suất thực thu của cả hai giống này đều thấp hơn giống đối chứng Nhị ưu 838 ở cả 2 vụ khảo nghiệm.

5. Điều kiện thời tiết tại Quảng Ngãi ảnh hưởng như thế nào đến sự phát sinh của bệnh đạo ôn và khô vằn?
Vụ Đông Xuân có số giờ nắng thấp và độ ẩm không khí duy trì từ 83% đến 86% tạo điều kiện cho bệnh đạo ôn lá phát sinh sớm từ tháng 2. Ngược lại, vụ Hè Thu có nhiệt độ trung bình cao từ 29,2 đến 30,2 độ C kết hợp các đợt mưa dông kích thích nấm bệnh khô vằn lây lan mạnh trên bẹ lá.

Kết luận

  • Luận văn đã hoàn thành việc đánh giá toàn diện mức độ phát sinh 4 loài dịch hại chính cùng các đặc tính nông sinh học và năng suất của 8 giống lúa lai mới tại Quảng Ngãi.
  • Tuyển chọn thành công 3 giống lúa lai có triển vọng thương mại hóa xuất sắc nhất gồm Syn NĐ 93, CNG 600 và Swift vàng với năng suất cao, chất lượng gạo tốt và khả năng kháng sâu bệnh vượt trội.
  • Khẳng định tính hiệu quả của phương pháp bố trí khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh 3 lần nhắc lại theo tiêu chuẩn QCVN 01-55:2011/BNNPTNT và xử lý thống kê bằng Statistix 9.0 trong khảo nghiệm giống cây trồng.
  • Đưa ra khuyến nghị loại bỏ các giống kém hiệu quả như SUT89 và HB 02, đồng thời xác lập lộ trình mở rộng sản xuất thử nghiệm từ 50 đến 100 ha trong giai đoạn tiếp theo.
  • Kính mời quý cơ quan quản lý nông nghiệp, doanh nghiệp sản xuất giống và các nhà khoa học liên hệ hợp tác, tiếp nhận chuyển giao kết quả khảo nghiệm để nhanh chóng đưa các giống lúa lai ưu tú vào phục vụ sản xuất thực tiễn.