Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp với đề tài "Nghiên cứu tuyển chọn giống và xác định một số biện pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất lúa thuần chất lượng tại vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa" do nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Vân thực hiện tại Trường Đại học Hồng Đức (UBND Tỉnh Thanh Hóa – Bộ Giáo dục và Đào tạo), dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Bá Thông và GS.TS. Hoàng Tuyết Minh. Luận án thuộc chuyên ngành Khoa học cây trồng, mã số 9 62 01 10, được hoàn thành và bảo vệ năm 2021.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Cây lúa (Oryza sativa L.) giữ vị trí trọng yếu trong an ninh lương thực quốc gia và xuất khẩu của Việt Nam, với kim ngạch xuất khẩu năm 2020 đạt 6,15 triệu tấn gạo (tương đương 3,07 tỉ USD). Tỉnh Thanh Hóa là một trong những địa phương có diện tích sản xuất lúa lớn tại khu vực Bắc Trung Bộ. Năm 2017, toàn tỉnh có 250,5 nghìn ha diện tích gieo trồng lúa, năng suất bình quân đạt 58,4 tạ/ha, thấp hơn năng suất bình quân của các tỉnh vùng Đồng bằng sông Hồng (60,60 tạ/ha). Nhằm nâng cao giá trị gia tăng và hiệu quả sản xuất, tỉnh Thanh Hóa đã chủ trương xây dựng vùng chuyên canh lúa chất lượng cao với quy mô hơn 60 nghìn ha tại các huyện: Triệu Sơn, Quảng Xương, Hoằng Hóa, Nông Cống, Yên Định, Thiệu Hóa, Thọ Xuân, Đông Sơn.

Khảo sát thực tế cơ cấu sản xuất lúa tại địa phương cho thấy tồn tại ba nhóm giống chính: nhóm lúa lai (năng suất cao, chất lượng khá hoặc trung bình như Thái Xuyên 111, VT404, Hương Ưu 98, Nhị Ưu 838...), nhóm lúa thuần năng suất cao (Thiên Ưu 8, Q5, TBR1, TBR45) và nhóm lúa thuần chất lượng cao (Bắc Thịnh, TBR225, BT7, Lam Sơn 8, Bắc Hương 9). Tuy nhiên, số lượng giống lúa thuần chất lượng cao có tiềm năng năng suất lớn, khả năng chống chịu sâu bệnh và thích nghi tốt trong vụ xuân còn hạn chế, chưa được cập nhật thường xuyên. Bên cạnh đó, các quy trình kỹ thuật thâm canh đồng bộ (mật độ cấy, liều lượng đạm, sử dụng phân hữu cơ vi sinh) cho các giống mới chưa được xác định cụ thể tại vùng sinh thái này.

Mục tiêu nghiên cứu

  • Mục tiêu chung: Xác định được giống và một số biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất lúa thuần chất lượng tại vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Đánh giá được điều kiện khí hậu, đất đai, tình hình sản xuất và kỹ thuật thâm canh lúa chất lượng tại vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa.
    2. Tuyển chọn được giống lúa thuần có năng suất cao, chất lượng tốt phù hợp với điều kiện sản xuất trong vụ xuân tại vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa.
    3. Xác định được một số biện pháp kỹ thuật canh tác (mật độ cấy, liều lượng đạm, lượng bón phân hữu cơ vi sinh) tác động đến sinh trưởng, năng suất, chất lượng và hiệu quả sản xuất của giống lúa tuyển chọn.
    4. Xây dựng được mô hình sản xuất cho giống lúa thuần chất lượng được tuyển chọn trên cơ sở áp dụng tổng hợp các biện pháp kỹ thuật tại vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: 10 giống lúa thuần chất lượng có triển vọng thu thập từ các viện nghiên cứu và trường đại học nông nghiệp trong nước; giống lúa thuần chất lượng nhóm Japonica VAAS16; phân bón vô cơ (N, P, K), phân chuồng và phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh; mật độ cấy.
  • Phạm vi không gian: Vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa, tập trung nghiên cứu thực nghiệm tại các huyện Đông Sơn, Hoằng Hóa, Yên Định và xây dựng mô hình tại 4 địa điểm vùng đồng bằng.
  • Phạm vi thời gian: Giai đoạn 2015 – 2019 (tập trung sản xuất vụ xuân).
  • Loại đất nghiên cứu: Đất phù sa không được bồi hằng năm.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu chính được tổng quan

  1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa: Luận án tổng hợp các quan điểm phân loại học của Nguyễn Văn Hoan (2006), Chang (2005) về nguồn gốc Oryza sativa từ lúa dại Oryza nivara, và công trình của Civáň và cộng sự (2019) về nguồn gốc từ Oryza rufipogon. Hệ thống phân chia ba nhóm lúa châu Á gồm Indica (nhiệt đới, cơm khô, chịu thâm canh kém), Japonica (ôn đới, chịu lạnh ngưỡng 15°C, cơm mềm dẻo, amylose 14–18%, chịu thâm canh tốt - Hoàng Tuyết Minh và cộng sự, 2013) và Javanica trung gian được phân tích dựa trên các nghiên cứu di truyền học của Chen và cộng sự (2008), Civáň và cộng sự (2015).
  2. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam: Luận án thống kê số liệu của FAOSTAT (2020) giai đoạn 1990 – 2019:
    • Thế giới: Diện tích biến động từ 146,9 triệu ha (1990) lên 162,1 triệu ha (2019); năng suất tăng từ 3,53 tấn/ha (1990) lên 4,67 tấn/ha (2019); sản lượng đạt 755,5 triệu tấn năm 2019, trong đó châu Á chiếm 89,65%.
    • Việt Nam: Năm 2019 diện tích gieo trồng đạt 7.469,9 nghìn ha, năng suất 5,82 tấn/ha, sản lượng 43,45 triệu tấn. Lê Vĩnh Thảo và cộng sự (2009) chỉ ra rằng trong 643 giống lúa chất lượng ở Việt Nam, giống Indica chiếm 91,2%, Japonica chiếm 6,8%, lúa lai 0,7% và 1,3% chưa phân loại.
Chỉ tiêu 1990 2000 2010 2015 2019
Thế giới: Diện tích (triệu ha) 146,9 154,0 160,3 160,2 162,1
Thế giới: Năng suất (tấn/ha) 3,53 3,89 4,33 4,57 4,67
Thế giới: Sản lượng (triệu tấn) 518,6 598,7 694,0 731,9 755,5
Việt Nam: Diện tích (nghìn ha) 6.042,8 7.666,3 7.489,4 7.828,6 7.469,9
Việt Nam: Năng suất (tấn/ha) 3,12 4,24 5,34 5,76 5,82
Việt Nam: Sản lượng (triệu tấn) 19,23 32,53 40,01 45,09 43,45
  1. Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và yếu tố cấu thành năng suất: Điểm lại các nghiên cứu về thời gian sinh trưởng và gen quang chu kỳ, gen Hd1, Hd3 (Ahn và cộng sự, 2008; Qin và cộng sự, 2015; Nguyễn Xuân Dũng và cộng sự, 2010); chiều cao cây và khả năng chống đổ (Jennings và cộng sự, 1979; Bahmaniar & Ranjbar, 2007; Yuan, 2013); chiều dài bông (Khush và cộng sự, 1987; Sha và cộng sự, 2007); khả năng đẻ nhánh (Nguyễn Văn Hiển, 2000; Bùi Chí Bửu & Nguyễn Thị Lang, 2010); số lá và tuổi thọ lá đòng (Yosida, 1985); số bông/m², số hạt/bông, tỷ lệ hạt lép và khối lượng 1.000 hạt (Nguyễn Hữu Tề và cộng sự, 1997; Nguyễn Văn Hoan, 2006; Luo và cộng sự, 2013).
  2. Nghiên cứu các chỉ tiêu chất lượng gạo: Mùi thơm và cơ chế di truyền gen thơm, các hợp chất bay hơi như 2-AP (Boonsirichai, 2007; Rani và cộng sự, 2006; Ranjbar và cộng sự, 2008); hàm lượng amylose điều khiển bởi gen Wx và enzyme GBSSSI (Nguyễn Thị Trâm, 2001; Zhao và cộng sự, 2010; Wang và cộng sự, 2020); hàm lượng protein (Jennings và cộng sự, 1979; Mahender và cộng sự); nhiệt hóa hồ và độ bền thể gel (Napasintuwong, 2019; Bùi Chí Bửu & Nguyễn Thị Lang, 2010; Vũ Văn Liết và cộng sự, 2010).
  3. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lượng và kỹ thuật thâm canh:
    • Chọn giống: Nghiên cứu tạo giống Basmati 370, Khao Dawk Mali 105, RD15 (Rani và cộng sự, 2006; Collard và cộng sự, 2013). Tại Việt Nam và Thanh Hóa: các giống ĐS1, ĐS3, J01, J02, TBJ3, HD11, VN20, ĐH12, Bắc Thịnh, LH12, HQ19, VH1, ĐT128 (Hoàng Tuyết Minh và cộng sự, 2013, 2016; Lê Quốc Thanh, 2015; Đoàn Duy Thanh và cộng sự, 2018; Tạ Hồng Lĩnh và cộng sự, 2020; Nguyễn Bá Thông, 2017; Nguyễn Thị Duyên, 2018; Tống Văn Giang và cộng sự, 2018; Mai Trọng Thiên và cộng sự, 2019).
    • Kỹ thuật mật độ và phân bón: Mật độ cấy (Yosida, 1985; Asmamaw, 2017; Qun Jiang và cộng sự, 2020; Vũ Huy Hoàng & Vũ Đức Thắng, 2017); bón phân khoáng N, P, K (Shen và cộng sự, 1990; Sarker, 2002; Cao và cộng sự, 2018; Tang và cộng sự, 2019; Iqbal và cộng sự, 2020; Massawe & Mrema, 2017; Atapattu và cộng sự, 2018; Ye và cộng sự, 2019; Nguyễn Như Hà, 2006; Phạm Văn Cường, 2012, 2013; Trần Công Hạnh & Lê Văn Ninh, 2016; Võ Minh Kha, 1998; Nguyễn Văn Bộ, 2003); bón phân hữu cơ vi sinh (Prihastuti, 2015; Narayan & Kehri, 2011; Marlina và cộng sự, 2018; Allamah và cộng sự, 2018; Zhou và cộng sự, 2020; Dai và cộng sự, 2021).

Khoảng trống luận án giải quyết

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về lúa chất lượng cao, việc tuyển chọn giống lúa thuần nhóm Japonica hạt tròn có khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu vụ xuân (thường gặp rét đầu vụ) tại vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa, đồng thời xác định mối quan hệ tương tác giữa mật độ cấy, liều lượng đạm và hiệu lực thay thế phân chuồng của phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh trên đất phù sa không được bồi hằng năm vẫn chưa được giải quyết một cách toàn diện.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án vận dụng lý thuyết về sinh thái nông nghiệp, sinh lý học năng suất cây trồng (mối quan hệ giữa cá thể và quần thể, chỉ số diện tích lá - LAI, tích lũy chất khô qua các giai đoạn sinh trưởng), di truyền học số lượng và chọn giống thực vật (chỉ số chọn lọc Selection Index, mô hình hồi quy đánh giá độ ổn định năng suất theo chỉ số môi trường), lý thuyết dinh dưỡng khoáng cây trồng và hóa sinh chất lượng hạt lúa.

Phương pháp nghiên cứu cụ thể

  1. Phương pháp điều tra:
    • Điều tra, thu thập số liệu thứ cấp về điều kiện khí hậu thời tiết (2015 – 2020), hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp, cơ cấu giống lúa và sản lượng (2015, 2019).
    • Điều tra sơ cấp bằng phiếu phỏng vấn nông hộ năm 2015 tại vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa về cơ cấu giống, phương thức gieo cấy, mật độ cấy, lượng giống gieo thẳng, kỹ thuật bón phân và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật.
  2. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng:
    • Thí nghiệm 1 (Tuyển chọn giống): Đánh giá 10 giống lúa thuần chất lượng triển vọng trong vụ xuân 2016 và vụ xuân 2017 tại 2 điểm: xã Đông Ninh (huyện Đông Sơn) và xã Hoằng Quỳ (huyện Hoằng Hóa). Thí nghiệm bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) có lặp lại.
    • Thí nghiệm 2 (Nghiên cứu mật độ cấy và liều lượng đạm): Tiến hành trên giống được tuyển chọn (VAAS16) trong vụ xuân tại Đông Sơn và Hoằng Hóa. Thí nghiệm 2 nhân tố (các mức mật độ cấy kết hợp các mức phân đạm trên nền phân chuồng, lân và kali cố định).
    • Thí nghiệm 3 (Nghiên cứu liều lượng phân hữu cơ vi sinh): Thử nghiệm các mức bón phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh trên nền phân vô cơ cố định cho giống VAAS16 trong vụ xuân 2017 và 2018 tại Đông Sơn và Hoằng Hóa.
    • Thí nghiệm 4 (Xây dựng mô hình sản xuất): Triển khai mô hình thực nghiệm (MHTN) áp dụng giống VAAS16 kết hợp gói kỹ thuật tối ưu so sánh với mô hình đối chứng của nông dân (MHĐC, giống BT7) tại 4 địa điểm vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa trong vụ xuân 2019.
  3. Phương pháp theo dõi và phân tích chỉ tiêu:
    • Chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển và nông sinh học: Theo dõi thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn mạ, đẻ nhánh, làm đòng, trỗ, chín sáp, chín hoàn toàn; đo đếm chiều cao cây, khả năng đẻ nhánh, chỉ số diện tích lá (LAI), khối lượng chất khô tích lũy theo quy chuẩn ngành và phương pháp của IRRI.
    • Đánh giá sâu bệnh hại: Điều tra thành phần và mức độ nhiễm các loại sâu bệnh hại chính (đạo ôn, bạc lá, rầy nâu, khô vằn, sâu cuốn lá, sâu đục thân) và khả năng chống đổ ngã theo thang điểm chuẩn QCVN.
    • Chỉ tiêu năng suất: Xác định các yếu tố cấu thành năng suất (số bông/khóm hoặc số bông/m², tổng số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc, khối lượng 1.000 hạt), năng suất lý thuyết (NSLT) và năng suất thực thu (NSTT).
    • Phân tích chất lượng gạo: Tỷ lệ gạo lứt, tỷ lệ gạo trắng, tỷ lệ gạo nguyên, độ bạc bụng; chỉ tiêu hóa sinh: hàm lượng amylose (%), hàm lượng protein (%), nhiệt hóa hồ, độ bền thể gel; đánh giá mùi thơm của lá và cảm quan cơm (độ dẻo, độ mềm, vị đậm).
    • Phân tích đất: Phân tích các chỉ tiêu hóa tính đất thí nghiệm (pH, OM, N tổng số, P2O5 dễ tiêu, K2O dễ tiêu) trước và sau thí nghiệm bón phân hữu cơ vi sinh.
    • Phương pháp xử lý số liệu và hạch toán kinh tế: Phân tích phương sai thống kê (ANOVA), tính toán các tham số ổn định năng suất theo môi trường; sử dụng phần mềm chỉ số chọn lọc Selection Index; hạch toán chi phí đầu vào, tổng thu nhập, lãi thuần và tỷ suất lợi nhuận chi phí biên (Marginal Benefit-Cost Ratio - MBCR).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu nghiên cứu và cơ sở khoa học của đề tài

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về nguồn gốc, phân loại thực vật của cây lúa, tập trung phân tích sự khác biệt giữa hai phân loài Indica và Japonica về khả năng chịu rét, tiềm năng năng suất, đặc tính hạt và chất lượng cơm. Chương này tổng hợp dữ liệu sản xuất lúa gạo thế giới và Việt Nam giai đoạn 1990 – 2019 từ nguồn FAOSTAT; phân tích các cơ chế di truyền và tác động của môi trường lên các tính trạng nông sinh học (thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều dài bông, đẻ nhánh, số lá, các yếu tố cấu thành năng suất).

Bên cạnh đó, chương 1 đi sâu tổng quan các nghiên cứu trong nước và quốc tế về các chỉ tiêu chất lượng gạo (mùi thơm, hàm lượng amylose, protein, nhiệt hóa hồ, độ bền thể gel); kết quả chọn tạo các giống lúa chất lượng (đặc biệt là nhóm Japonica như ĐS1, ĐS3, J01, J02, TBJ3, HD11, VAAS16...); cùng các nghiên cứu thực nghiệm về mật độ cấy, dinh dưỡng khoáng (N, P, K) và vai trò của phân hữu cơ vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu của đất và tăng năng suất lúa.

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết nguồn gốc 10 giống lúa thuần chất lượng tham gia thí nghiệm tuyển chọn, đặc tính phân bón (đạm urê, lân supe, kali clorua, phân chuồng, phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh), thuốc bảo vệ thực vật và đặc điểm thổ nhưỡng của đất thí nghiệm (đất phù sa không được bồi hằng năm tại vùng đồng bằng Thanh Hóa).

Chương này trình bày toàn bộ thiết kế thí nghiệm đồng ruộng (thí nghiệm tuyển chọn giống, thí nghiệm mật độ × đạm, thí nghiệm phân hữu cơ vi sinh, mô hình sản xuất); xây dựng hệ thống chỉ tiêu theo dõi về nông sinh học, sâu bệnh hại, cấu thành năng suất, chất lượng hạt và đất; đồng thời quy định cụ thể các công thức tính toán kinh tế nông hộ và kỹ thuật xử lý số liệu thống kê sinh học bằng các phần mềm chuyên ngành.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Nội dung chương 3 được trình bày theo 4 phần chính:

1. Điều kiện cơ bản vùng đồng bằng Thanh Hóa trong mối quan hệ với sản xuất lúa

  • Phân tích diễn biến thời tiết (nhiệt độ, lượng mưa) giai đoạn 2015 – 2020: Vụ xuân thời kỳ đầu thường chịu ảnh hưởng của các đợt rét nàng Bân, nhiệt độ thấp gây khó khăn cho giai đoạn mạ và đẻ nhánh nếu sử dụng các giống lúa mẫn cảm với nhiệt độ thấp.
  • Đánh giá cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp và biến động diện tích, năng suất, sản lượng lúa các năm 2015, 2019.
  • Kết quả điều tra nông hộ (2015): Nông dân có xu hướng chuyển dần từ gieo cấy lúa lai năng suất sang lúa thuần chất lượng; tập quán cấy lúa vẫn phổ biến nhưng mật độ cấy và lượng bón đạm chưa thật sự tối ưu, việc sử dụng phân hữu cơ vi sinh còn hạn chế và tập quán phòng trừ sâu bệnh phụ thuộc nhiều vào thuốc hóa học.

2. Kết quả tuyển chọn giống lúa thuần chất lượng trong vụ xuân tại Thanh Hóa

  • Đặc điểm sinh trưởng: Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển giai đoạn mạ, thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn. Trong 10 giống khảo nghiệm, giống VAAS16 thể hiện khả năng chịu rét giai đoạn mạ tốt, thời gian sinh trưởng vụ xuân trung bình 133 ngày (thuộc nhóm xuân muộn, phù hợp cơ cấu mùa sớm).
  • Nông sinh học và sâu bệnh: VAAS16 có chiều cao cây vừa phải, bộ lá đứng, khả năng đẻ nhánh gọn; mức độ nhiễm nhẹ các loại sâu bệnh hại chính (đạo ôn lá, bạc lá, khô vằn, sâu cuốn lá, rầy nâu) và chống đổ ngã tốt hơn giống đối chứng BT7.
  • Năng suất và độ ổn định: Năng suất thực thu trung bình trong vụ xuân 2016 và 2017 của giống VAAS16 đạt 6,8 tấn/ha (cao nhất trong các giống tham gia khảo nghiệm). Phân tích hồi quy với chỉ số môi trường cho thấy giống VAAS16 có hệ số thích ứng cao và độ ổn định năng suất tốt qua các điểm thực nghiệm tại Đông Sơn và Hoằng Hóa.
  • Chất lượng gạo và chỉ số chọn lọc: Tỷ lệ gạo lứt của VAAS16 đạt 82,2%, gạo trắng 70,1%, gạo nguyên 84,6%; hàm lượng amylose 11,92% (thuộc nhóm amylose thấp, đặc trưng lúa Japonica), hàm lượng protein 8,29%, cơm mềm, dẻo, thơm và có vị đậm. Sử dụng phần mềm Selection Index đánh giá tổng hợp các chỉ tiêu nông học và chất lượng, giống VAAS16 đạt giá trị chọn lọc cao nhất, được lựa chọn để tiến hành các nghiên cứu thâm canh tiếp theo.

3. Kết quả nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật thâm canh giống lúa VAAS16

  • Ảnh hưởng của mật độ cấy và liều lượng đạm:
    • Khảo nghiệm tổ hợp mật độ (từ 35 đến 55 khóm/m²) và liều lượng đạm (từ 70 đến 130 kg N/ha) trên nền 8 tấn phân chuồng (hoặc 2 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh) + 100 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha.
    • Kết quả xác định mật độ cấy 45 khóm/m² kết hợp mức bón 90 kg N/ha giúp cây lúa đạt chỉ số diện tích lá (LAI) tối ưu, tích lũy chất khô cao, giảm thiểu sâu bệnh hại và đạt năng suất thực thu cao nhất: 6,63 tấn/ha tại Đông Sơn và 6,47 tấn/ha tại Hoằng Hóa. Phân tích tương quan xác định lượng đạm bón tối đa về kỹ thuật và tối thích về kinh tế ở mật độ 45 khóm/m² nằm quanh ngưỡng 90 kg N/ha.
  • Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh:
    • Thử nghiệm các mức bón phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh (0; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 tấn/ha) trên nền phân vô cơ (90 kg N + 100 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha).
    • Mức bón 2,0 tấn HCVS Sông Gianh/ha cho năng suất thực thu cao nhất, đạt 6,72 tấn/ha tại Đông Sơn và 6,57 tấn/ha tại Hoằng Hóa; cao hơn hẳn so với công thức đối chứng không bón phân hữu cơ và tương đương với mức bón 8 tấn phân chuồng truyền thống/ha. Việc bón phân hữu cơ vi sinh cũng cải thiện hàm lượng mùn (OM) và các tính chất hóa học của đất sau thu hoạch.

4. Kết quả xây dựng mô hình kỹ thuật tổng hợp trong vụ xuân 2019

  • Triển khai mô hình thực nghiệm (MHTN) giống VAAS16 áp dụng quy trình: mật độ 45 khóm/m², bón 2,0 tấn phân HCVS Sông Gianh + 90 kg N + 100 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha, so sánh với mô hình đối chứng (MHĐC) gieo cấy giống BT7 theo tập quán canh tác của địa phương tại 4 địa điểm vùng đồng bằng Thanh Hóa.
  • Năng suất trung bình của MHTN đạt 6,43 tấn/ha, tăng 1,24 tấn/ha so với MHĐC (5,19 tấn/ha).
  • Hạch toán kinh tế: Tổng chi phí sản xuất của MHTN cao hơn do đầu tư phân hữu cơ vi sinh và giống, nhưng năng suất và giá bán gạo Japonica thương phẩm cao hơn đã giúp lãi thuần của MHTN đạt 23,603 triệu đồng/ha, cao hơn MHĐC (13,363 triệu đồng/ha) là 10,240 triệu đồng/ha. Tỷ suất chi phí lợi nhuận cận biên (MBCR) đạt từ 2,60 đến 2,71 lần (trung bình 2,68 lần).
Chỉ tiêu kinh tế Mô hình đối chứng (BT7) Mô hình thực nghiệm (VAAS16) Chênh lệch (MHTN - MHĐC)
Năng suất thực thu (tấn/ha) 5,19 6,43 +1,24
Lãi thuần (triệu đồng/ha) 13,363 23,603 +10,240
Tỷ suất MBCR (lần) - 2,60 – 2,71 (TB: 2,68) -

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

  1. Đóng góp về tuyển chọn giống: Luận án đã tuyển chọn được giống lúa thuần chất lượng VAAS16 (thuộc nhóm lúa Japonica hạt tròn) phù hợp với vụ xuân tại vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa. Giống VAAS16 có thời gian sinh trưởng trung bình 133 ngày, khả năng sinh trưởng tốt, chịu rét giai đoạn mạ, nhiễm nhẹ các loại sâu bệnh hại chính, năng suất thực thu đạt 6,8 tấn/ha. Gạo có tỷ lệ gạo lứt 82,2%, gạo trắng 70,1%, gạo nguyên 84,6%, hàm lượng amylose 11,92%, protein 8,29%, cơm dẻo, mềm, thơm, đáp ứng thị hiếu tiêu dùng nội địa và định hướng xuất khẩu.
  2. Đóng góp về biện pháp kỹ thuật canh tác:
    • Xác định được mật độ cấy thích hợp cho giống VAAS16 trong vụ xuân là 45 khóm/m², lượng đạm bón tối ưu là 90 kg N/ha trên nền 8 tấn phân chuồng (hoặc 2,0 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh) + 100 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha, cho năng suất đạt 6,63 tấn/ha tại Đông Sơn và 6,47 tấn/ha tại Hoằng Hóa.
    • Xác định việc bón 2,0 tấn/ha phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh trên nền vô cơ (90 N + 100 P2O5 + 80 K2O) giúp giống VAAS16 đạt năng suất 6,72 tấn/ha tại Đông Sơn và 6,57 tấn/ha tại Hoằng Hóa, có hiệu quả tương đương bón 8 tấn phân chuồng/ha và có thể thay thế phân chuồng trong điều kiện chăn nuôi nông hộ suy giảm.
  3. Đóng góp về hiệu quả thực tiễn và mô hình sản xuất: Ứng dụng giống lúa VAAS16 cùng gói kỹ thuật đồng bộ tại 4 địa điểm vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa trong vụ xuân 2019 đã nâng năng suất lúa bình quân từ 5,19 tấn/ha (giống BT7) lên 6,43 tấn/ha, tăng lãi thuần thêm 10,240 triệu đồng/ha (đạt 23,603 triệu đồng/ha so với 13,363 triệu đồng/ha ở đối chứng), hệ số MBCR đạt trung bình 2,68 lần.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Khuyến nghị các cơ quan quản lý nông nghiệp và khuyến nông tỉnh Thanh Hóa đưa giống lúa thuần chất lượng Japonica VAAS16 vào cơ cấu giống lúa gieo cấy chính trong vụ xuân tại các huyện vùng đồng bằng.
  • Áp dụng gói quy trình kỹ thuật thâm canh đồng bộ: Mật độ cấy 45 khóm/m², bón 2,0 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh kết hợp bón khoáng cân đối 90 kg N + 100 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha nhằm nâng cao năng suất, cải tạo độ phì nhiêu của đất và tăng hiệu quả kinh tế cho người trồng lúa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Các thí nghiệm chuyên sâu của luận án mới chỉ tập trung thực hiện trong vụ xuân và trên loại đất phù sa không được bồi hằng năm tại vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa; chưa mở rộng đánh giá phản ứng của giống và quy trình kỹ thuật trong vụ mùa cũng như trên các loại đất khác (đất phèn, đất mặn, đất đồi gò hoặc đất cát pha ven biển) của tỉnh.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Tiếp tục nghiên cứu khả năng thích ứng và hoàn thiện gói kỹ thuật canh tác cho giống VAAS16 trong vụ mùa và trên các tiểu vùng sinh thái khác tại Thanh Hóa; nghiên cứu sâu hơn về các chế độ bón phân chuyên dùng, bón phân hữu cơ sinh học kết hợp quản lý nước tiết kiệm nhằm nâng cao hơn nữa chất lượng thương phẩm của gạo Japonica.

Giá trị tham khảo

  • Đối với công tác nghiên cứu và đào tạo: Cung cấp tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu sinh, học viên cao học, giảng viên và sinh viên ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Trồng trọt; minh họa phương pháp luận ứng dụng phần mềm Selection Index trong tuyển chọn giống và phương pháp đánh giá độ ổn định năng suất theo mô hình hồi quy môi trường.
  • Đối với cơ quan quản lý nông nghiệp địa phương: Cung cấp cơ sở khoa học để Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Thanh Hóa điều chỉnh cơ cấu bộ giống lúa chất lượng cao trong vụ xuân, xây dựng các mô hình vùng chuyên canh lúa hàng hóa theo Đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp của tỉnh.
  • Đối với nông hộ và hợp tác xã: Cung cấp giải pháp kỹ thuật cụ thể về mật độ cấy và việc sử dụng phân hữu cơ vi sinh thay thế phân chuồng để sản xuất lúa Japonica VAAS16 đạt hiệu quả kinh tế cao.

Câu hỏi thường gặp

1. Giống lúa nào được luận án tuyển chọn và có những đặc tính ưu việt gì?

Luận án đã tuyển chọn được giống lúa thuần chất lượng VAAS16 thuộc nhóm lúa Japonica. Giống có thời gian sinh trưởng vụ xuân trung bình 133 ngày, năng suất thực thu trung bình đạt 6,8 tấn/ha, chống chịu sâu bệnh khá, chịu rét tốt giai đoạn mạ. Hạt gạo có chất lượng cao với tỷ lệ gạo lứt 82,2%, gạo nguyên 84,6%, hàm lượng amylose thấp (11,92%), hàm lượng protein đạt 8,29%, cơm mềm, dẻo và thơm.

2. Mật độ cấy và liều lượng phân đạm tối ưu cho giống VAAS16 trong vụ xuân là bao nhiêu?

Mật độ cấy tối ưu được xác định là 45 khóm/m² kết hợp liều lượng phân đạm 90 kg N/ha trên nền phân vô cơ (100 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha) và phân hữu cơ, giúp giống VAAS16 đạt năng suất 6,63 tấn/ha tại Đông Sơn và 6,47 tấn/ha tại Hoằng Hóa.

3. Phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh có hiệu lực ra sao trong quy trình thâm canh giống VAAS16?

Bón 2,0 tấn/ha phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh trên nền phân vô cơ (90 N + 100 P2O5 + 80 K2O) giúp giống VAAS16 đạt năng suất thực thu 6,72 tấn/ha (Đông Sơn) và 6,57 tấn/ha (Hoằng Hóa). Mức bón này cho hiệu quả năng suất tương đương với việc bón 8 tấn phân chuồng/ha, đồng thời giúp cải thiện hàm lượng chất hữu cơ và tính chất hóa học của đất.

4. Hiệu quả kinh tế của mô hình sản xuất giống VAAS16 so với tập quán sản xuất cũ như thế nào?

Mô hình thực nghiệm thâm canh giống VAAS16 tại 4 địa điểm vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa trong vụ xuân 2019 đạt năng suất 6,43 tấn/ha (tăng 1,24 tấn/ha so với giống đối chứng BT7 đạt 5,19 tấn/ha), lãi thuần đạt 23,603 triệu đồng/ha (tăng 10,240 triệu đồng/ha so với đối chứng), và tỷ suất chi phí lợi nhuận cận biên (MBCR) đạt trung bình 2,68 lần.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Vân đã giải quyết được yêu cầu thực tiễn về việc bổ sung giống lúa thuần chất lượng cao cho sản xuất vụ xuân tại vùng đồng bằng tỉnh Thanh Hóa thông qua việc tuyển chọn thành công giống lúa Japonica VAAS16. Công trình đã xác định được tổ hợp kỹ thuật canh tác tối ưu gồm mật độ cấy 45 khóm/m², lượng đạm bón 90 kg N/ha kết hợp 2,0 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh trên nền lân và kali cân đối. Kết quả xây dựng mô hình thực nghiệm đã chứng minh hiệu quả vượt trội về năng suất và giá trị kinh tế của giống lúa mới, cung cấp luận cứ khoa học tin cậy để mở rộng sản xuất lúa chất lượng cao tại địa phương.