Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu Lúa là cây lương thực lâu đời nhất của nhân dân ta và nhiều dân tộc khác trên thế giới, đặt biệt là các dân tộc ở châu Á. Lúa gạo là loại lương thực chính của người dân châu Á, cũng như bắp của dân Nam Mỹ, hạt kê của dân châu Phi hoặc lúa mì của dân châu Âu và Bắc Mỹ. Tuy nhiên có thể nói, trên khắp thế giới, ở đâu cũng có dùng đến lúa gạo hoặc các sản phẩm từ lúa gạo.
Khoảng 40% dân số trên thế giới lấy lúa gạo làm nguồn lương thực chính. Lúa chất lượng là giống lúa không những có kích thước, hình dạng thon dài mà còn có phôi nhũ, hàm lượng amyloza cao và đặc biệt các giống lúa chất lượng có mùi thơm đặc trưng. Ngày nay vấn đề sản xuất lương thực và an ninh lương thực trở thành một chương trình hành động chung, một chiến lược phát triển toàn cầu. Vì một thực tế sự bất ổn về lương thực là một nguyên nhân chủ yếu dẫn đến đói nghèo và kèm theo đó là sự bất ổn về chính trị - xã hội.
Thực trạng hiện nay ở các nước đang phát triển mỗi ngày có tới 35.000 người chết vì đói và suy dinh dưỡng, trong đó một nửa là trẻ em [13]. Sản xuất lương thực đang đứng trước những thách thức lớn lao đó là: Diễn biến thời tiết khí hậu rất phức tạp, hạn hán thiên tai liên tiếp xảy ra, đất đai canh tác ngày càng thu hẹp, tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt, thêm vào đó là sức ép của việc bùng nổ dân số. Với nội dung trên đã khẳng định vai trò, vị trí của sản xuất lương thực nói chung và lúa gạo nói riêng đối với sự sống và sự phát triển của hành tinh chúng ta. n 6 Theo Tunna, Báo Nông nghiệp Việt Nam, ngày 16/06/2010.
Trên thế giới người ta biết đến 2 loại gạo chất lượng cao chính: gạo hạt dài chất lượng cao thuộc loài phụ Indica, được sản xuất ở các nước nhiệt đới và loại hạt tròn thuộc loài phụ Japonica được sản xuất chủ yếu ở vùng lạnh. Khác với lúa Indica, hạt gạo của lúa Japonica tròn, cơm dẻo do có hàm lượng amylose thấp hơn và có chứa amylopectin. Một số giống lúa Japonica, cơm có màu hơi vàng do có hàm lượng protein trong hạt khá cao.[2] Theo Nguyễn Văn Luật, vào thập niên 90, Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long đã có hợp tác với Viện JIRCAS của Nhật Bản nghiên cứu khảo nghiệm các giống lúa Japonica do các nhà khoa học Nhật mang sang.[12] Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp cũng đã hợp tác với Nhật trồng thử ở Thái Bình và một số địa phương khác. Đồng thời Công ty của Nhật cũng hợp tác với tỉnh An Giang trồng thử nghiệm các giống lúa hạt tròn Japonica, năng suất đạt 8-8,5 tấn/ha.
Tuy vậy, các nghiên cứu trên đây vẫn chưa xác định được giống lúa nào phù hợp với loại đất nào (Nguyen Van Luat, 2001).[12] Viện Di truyền Nông nghiệp đang triển khai việc chọn tạo các giống lúa Japonica. Viện đã kết hợp với các Viện thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (VAAS), Hội Giống cây trồng TW triển khai việc chọn tạo, khảo nghiệm gần 100 giống lúa Japonica khác nhau ở các tỉnh phía Bắc. Trong đó, giống lúa Japonica ĐS1 do GS.TS Hoàng Tuyết Minh và cộng sự chọn tạo, được khảo nghiệm và nhân giống từ năm 2001, có năng suất cao, chất lượng tốt, được Bộ NN và PTNT công nhận là giống tạm thời. Hiện tại giống ĐS1 đang được mở rộng sản xuất tại các tỉnh đồng bằng sông Hồng và miền núi n 7 như: Bắc Giang, Hưng Yên, Thái Bình, Hoà Bình, Thái Nguyên, Yên Bái và một số địa phương khác.
Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa trên thế giới 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ, xuất khẩu gạo trên thế giới Các giống lúa thơm thường được trồng phổ biến ở châu Á, riêng giống lúa Basmati được gieo trồng khoảng 2 triệu ha chủ yếu ở các nước Ấn Độ, Pakistan và Nepan. Gạo thơm có hạt nhỏ, thon và dài từ 6,8 đến 7,0 mm, tỉ lệ chiều dài và chiều rộng từ 3,5 đến 3,7 và có hàm lượng amyloza trung bình 20-22%.
Ở Ấn Độ có hàng trăm giống lúa thơm địa phương, tuy nhiên chỉ có giống lúa thơm Basmati được ưa chuộng nhất. Gạo thơm Basmati có hai đặc tính quan trọng hơn hết: mùi thơm và cơm nở dài, có từ 22 - 25% amyloza, gạo vẫn giữ được đặc tính này sau khi nấu. Ở Thái Lan có hai giống lúa thơm nổi tiếng là Khao Dak Mali và Jasmine 85. Gạo thơm Khaw Dawk Mali có ít hơn 20% amyloza nên hạt cơm sau khi nấu hạt còn hơi dính vào nhau.
Các giống lúa thơm ở Myanmar được gieo trồng nhiều ở các tỉnh miền Trung và chủ yếu được tiêu thụ ở trong nước. Một số giống lúa chất lượng đang được gieo trồng phổ biến ở đây như: Namathalay, Basmati, Paw San Bay Gyar [14]. Ở Philippin có giống Milsagrosa và ở Trung Quốc có các giống Bắc thơm, Quế hương chiêm, Qua dạ hương và Chi ưu hương là các giống lúa chất lượng nổi tiếng trên thế giới. Giống lúa Koshihikari là giống lúa cổ truyền của Nhật, thuộc loài phụ Japonica, có chất lượng cao, hương vị rất được ưa thích trong những bữa ăn n 8 chính của người Nhật.
Giống lúa Koshihikari được xem như là lúa Basmati của Nhật với diện tích gieo trồng chiếm khoảng 30% tổng diện tích trồng lúa ở nước này. Ở Mỹ, các nhà khoa học không chỉ quan tâm đến việc chọn lọc, lai tạo và đưa ra những giống lúa có năng suất cao, ưa thâm canh và ổn định, mà còn nghiên cứu tăng tỷ lệ protein trong gạo, phù hợp với nhu cầu thị trường hiện nay. [10] Philippin và Braxin (Bảng 1. Năng suất lúa bình quân trên thế giới cũng tăng khoảng 1,3 tấn/ha trong vòng 30 năm từ 1955 đến 1985, đặc biệt là từ sau cuộc cách mạng xanh của thế giới vào những năm 1965 - 1970, với sự ra đời của các giống lúa thấp cây, ngắn ngày, không quang cảm, mà tiêu biểu là giống lúa IR5, IR8.
Các giống lúa này có yêu cầu kỹ thuật cao hơn, tạo điều kiện cho các nước phát triển tăng nhanh sản lượng lúa bằng con đường tăng năng suất nhờ có điều kiện phát triển hệ thống thủy lợi hoàn chỉnh và đầu tư phân bón, kỹ thuật cao. Do đó, đến những năm 1990 dẫn đầu năng suất lúa trên thế giới là các nước Triều Tiên, Úc, Mỹ, Nhật Bản, Tây Ban Nha (IRRI, 1990). Trong đó Nhật Bản và Tây Ban Nha có năng suất lúa dẫn đầu thế giới trong nhiều năm. Trong khi các nước có diện tích lúa lớn, điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, thiếu điều kiện đầu tư, cải tạo môi trường canh tác và không thể đầu tư vào nông nghiệp cao, nên năng suất lúa vẫn còn rất thấp và tăng chậm.
Điều này làm năng suất lúa bình quân trên thế giới cho đến nay vẫn còn ở khoảng 4,0 –4,3 tấn/ha, chỉ bằng chừng phân nửa năng suất lúa ở các nước phát triển. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa trên thế giới qua các năm Diện tích Năng suất Sản lượng Năm ( triệu ha ) ( Tạ/ha) ( Triệu tấn) 1970 132.709 ( Nguồn: FAOSTAT, 2014) Theo số liệu của bảng 1.2 thì trong 10 nước trồng lúa có sản lượng trên 10 triệu tấn/ năm đã có 9 nước nằm ở châu Á, chỉ có một đại diện của châu khác đó là Braxin (Nam Mỹ). Trung Quốc là nước có năng suất cao hơn hẳn n 10 đạt 66.862 tạ/ha Điều đó có thể lý giải là vì Trung Quốc là nước đi tiên phong trong lĩnh vực phát triển lúa lai và người dân nước này có tinh thần lao động cần cù, có trình độ thâm canh cao (ICARD, 2003). Việt Nam cũng là nước có năng suất lúa cao đứng hàng thứ 2 trong 10 nước trồng lúa chính đạt 55.
Thái Lan tuy là nước xuất khẩu gạo đứng hàng đầu thế giới trong nhiều năm liên tục, song năng suất chỉ đạt 29.740 tạ/ha, bởi vì Thái Lan chú trọng nhiều hơn đến canh tác các giống lúa dài ngày, chất lượng cao (Bùi Huy Đáp, 1999) [4]. Các quốc gia có diện tích sản xuất lúa lớn nhất thế giới Diện tích Năng suất Sản lượng Tên nước (ha) (tạ/ha) (tấn) Toàn thế giới 164. Tình hình nghiên cứu giống lúa trên thế giới Trên thế giới người ta quan tâm đến việc bảo tồn nguồn gen nói chung, và nguồn gen cây lúa nói riêng từ những thập kỷ trước đây. Ngay từ những năm 1924 Viện nghiên cứu cây trồng Liên Xô (cũ) đã được thành lập, nhiệm vụ chính là thu nhập và đánh giá bảo tồn nguồn gen cây trồng.
Tổ chứcLương thực và nông nghiệp Thế giới (FAO) đã tổng hợp các kết quả nghiên cứu và đề ra phương hướng thúc đẩy việc xây dựng ngân hàng gen phục vụ cho việc giữ gìn tài nguyên thiên nhiên nhằm phục vụ lợi ích lâu dài của nhân loại. Trong vùng nhiệt đới và á nhiệt đới đã hình thành nhiều tổ chức quốc tế, đảm nhận việc thu thập tập đoàn giống trên thế giới đồng thời cung cấp nguồn gen để cải tạo giống lúa trồng (Trần Đình Long, 1992) [11]. 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 tập trung chủ yếu ở 8 nước châu Á, đó là: Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Myanma và Nhật bản (Nguyễn Thị Lẫm, 1999) [10].Mishara và CS tại Hội thảo Quốc tế lần thứ 4 về lúa lai tại Hà Nội [2], Năm 2001 Ấn Độ đã đưa vào sản xuất 16 giống lúa lai, trong đó có 6 giống chủ lực có năng suất cao và chất lượng tốt là KRH- 2; PHB- 71; Sahyadri; PA6201; NSD- 2 và giống DRRH- 1. Một số giống được chọn tạo theo hướng lúa lai thơm chất lượng cao được phổ biến khá rộng vào sản xuất, điển hình là: Pusa RH- 10 không những có chất lượng tốt và năng suất cao hơn 40% so với giống Basmati- 1.
Diện tích gieo cấy lúa lai ở Ấn Độ được tăng thêm 200. Công tác Nghiên cứu lúa lai ở Ấn Độ đã được thực hiện khá sớm, các nhà chọn giống rất chú trọng đến việc cải tiến dòng bố mẹ bằng cách sử dụng nguồn gen giữa các loài phụ. Đã tạo được n 12 nhiều tổ hợp lai tốt trên cơ sở lai giữa Indica với Tropical Japonica, những tổhợp này cho năng suất cao hơn từ 5- 10% so với con lai giữa Indica và Japonica.