Nghiên Cứu Xác Định Giống Và Phát Triển Lúa Japonica Ở Miền Bắc Việt Nam

Luận án tiến sĩ nghiên cứu xác định giống và phát triển lúa japonica ở miền Bắc Việt Nam, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng lúa.

• Tác giả: Nguyễn Tuấn Phong
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Năng Vịnh
• Trường học: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa Học Cây Trồng
• Đề tài: Nghiên Cứu Phát Triển Giống Lúa Japonica Tại Miền Bắc Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Nguồn gốc, phân loại cây lúa trên thế giới
• 2.2. Phản ứng sinh thái của lúa japonica
• 2.3. Các biện pháp kỹ thuật đối với cây lúa
• 2.4. Thời vụ gieo trồng
• 2.5. Phòng trừ sâu bệnh hại
• 2.6. Thu hoạch và bảo quản
• 2.7. Các chỉ tiêu chất lượng lúa gạo
• 2.7.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lúa gạo thương phẩm
• 2.7.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng xay xát
• 2.7.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nấu nướng và ăn uống
• 2.7.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng
• 2.8. Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa japonica trên thế giới và Việt Nam
• 2.8.1. Tình hình sản xuất lúa japonica
• 2.8.2. Tình hình nghiên cứu lúa japonica trên thế giới và ở Việt Nam
• 2.8.3. Các giải pháp phát triển lúa japonica tại Việt Nam
• 3. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Vật liệu nghiên cứu
• 3.1.1. Các giống lúa tham gia thí nghiệm
• 3.1.2. Các vật liệu khác
• 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.2.1. Thời gian nghiên cứu
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 3.4.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu lý hóa tính đất
• 3.4.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, điều kiện sinh thái và điều tra tình hình sử dụng phân bón nhằm phát triển sản xuất lúa japonica ở miền Bắc Việt Nam
• 4.2. Kết quả đánh giá thời gian sinh trưởng, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các giống lúa japonica tại một số tỉnh đại diện cho các vùng sinh thái khác nhau tại miền Bắc Việt Nam
• 4.2.1. Kết quả đánh giá thời gian sinh trưởng, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm tại một số tỉnh đại diện cho các vùng sinh thái khác nhau tại miền Bắc Việt Nam trong vụ Xuân năm 2010 và vụ Xuân năm 2011
• 4.2.2. Kết quả đánh giá thời gian sinh trưởng, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm tại một số tỉnh đại diện cho các vùng sinh thái khác nhau tại miền Bắc Việt Nam trong vụ Mùa năm 2010 và vụ Mùa năm 2011
• 4.3. Độ thuần đồng ruộng và mức độ nhiễm một số sâu bệnh hại chính trên đồng ruộng của các giống lúa nghiên cứu
• 4.4. Đánh giá khả năng chịu lạnh ở giai đoạn mạ của các giống lúa nghiên cứu trong điều kiện vụ Xuân 2011 tại tỉnh Yên Bái
• 4.5. Đánh giá khả năng thích ứng và độ ổn định năng suất hạt của các giống lúa japonica qua 2 năm (2011 - 2012)
• 4.6. Kết quả đánh giá chất lượng gạo của một số giống lúa japonica trong khảo nghiệm cơ bản ở vụ Xuân năm 2011
• 4.7. Kết quả nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật thâm canh tăng năng suất giống lúa J01 tại hai huyện Trạm Tấu và Văn Chấn - tỉnh Yên Bái
• 4.7.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, tình hình sản xuất lúa của tỉnh Yên Bái
• 4.7.2. Kết quả nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật thâm canh tăng năng suất giống lúa J01 tại hai huyện Trạm Tấu và Văn Chấn - tỉnh Yên Bái
• 4.7.3. Quy trình kỹ thuật thâm canh giống lúa J01 tại hai huyện Trạm Tấu, Văn Chấn - tỉnh Yên Bái
• 4.7.4. Kết quả xây dựng một số mô hình thâm canh giống lúa J01 tại hai huyện Trạm Tấu và Văn Chấn - tỉnh Yên Bái trong 2 năm 2011 và 2012
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Đề nghị
• Các công trình đã công bố có liên quan đến luận án tiến sĩ
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu giống lúa Japonica tại miền Bắc Việt Nam

Giống lúa Japonica đã trở thành một trong những lựa chọn hàng đầu cho nông dân miền Bắc Việt Nam. Với đặc điểm sinh trưởng tốt và khả năng thích ứng cao, giống lúa này không chỉ đáp ứng nhu cầu lương thực mà còn có tiềm năng xuất khẩu lớn. Nghiên cứu này nhằm xác định các giống lúa Japonica phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai của miền Bắc, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

1.1. Đặc điểm nổi bật của giống lúa Japonica

Giống lúa Japonica có nhiều đặc điểm nổi bật như khả năng chịu lạnh, chống đổ tốt và năng suất cao. Những đặc điểm này giúp giống lúa này phát triển mạnh mẽ trong điều kiện khí hậu miền Bắc Việt Nam.

1.2. Tình hình sản xuất lúa Japonica hiện nay

Sản xuất lúa Japonica tại miền Bắc đang trên đà phát triển với nhiều giống mới được đưa vào canh tác. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua để nâng cao chất lượng và năng suất.

II. Thách thức trong phát triển giống lúa Japonica tại miền Bắc

Mặc dù giống lúa Japonica có nhiều ưu điểm, nhưng việc phát triển giống này tại miền Bắc Việt Nam vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các yếu tố như biến đổi khí hậu, sâu bệnh và kỹ thuật canh tác chưa đồng bộ là những vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất lúa

Biến đổi khí hậu đang gây ra những tác động tiêu cực đến sản xuất lúa, đặc biệt là giống lúa Japonica. Nhiệt độ tăng cao và lượng mưa không ổn định làm giảm năng suất và chất lượng lúa.

2.2. Vấn đề sâu bệnh hại trong canh tác lúa

Sâu bệnh hại là một trong những thách thức lớn trong sản xuất lúa Japonica. Việc phát hiện và phòng trừ kịp thời là rất quan trọng để bảo vệ năng suất.

III. Phương pháp nghiên cứu giống lúa Japonica hiệu quả

Để phát triển giống lúa Japonica, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học hiện đại. Việc xác định vùng sinh thái, chọn giống và áp dụng kỹ thuật canh tác phù hợp là rất cần thiết.

3.1. Phương pháp xác định vùng sinh thái

Xác định vùng sinh thái là bước đầu tiên trong nghiên cứu giống lúa Japonica. Điều này giúp lựa chọn giống phù hợp với điều kiện tự nhiên của từng khu vực.

3.2. Kỹ thuật canh tác lúa Japonica

Áp dụng các kỹ thuật canh tác tiên tiến như mật độ gieo trồng, bón phân hợp lý và phòng trừ sâu bệnh sẽ giúp nâng cao năng suất và chất lượng lúa Japonica.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giống lúa Japonica

Giống lúa Japonica không chỉ đáp ứng nhu cầu lương thực trong nước mà còn có tiềm năng xuất khẩu lớn. Việc phát triển giống lúa này sẽ góp phần nâng cao thu nhập cho nông dân và phát triển kinh tế địa phương.

4.1. Tiềm năng xuất khẩu lúa Japonica

Lúa Japonica có chất lượng cao và giá trị thương phẩm lớn, phù hợp với nhu cầu thị trường quốc tế. Việc phát triển giống lúa này sẽ mở ra cơ hội xuất khẩu mới cho Việt Nam.

4.2. Tác động đến kinh tế nông thôn

Phát triển giống lúa Japonica sẽ tạo ra nhiều việc làm và tăng thu nhập cho nông dân, góp phần vào sự phát triển kinh tế bền vững của nông thôn.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của giống lúa Japonica

Nghiên cứu và phát triển giống lúa Japonica tại miền Bắc Việt Nam là một hướng đi đúng đắn. Với những tiềm năng và lợi thế hiện có, giống lúa này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho nông nghiệp Việt Nam trong tương lai.

5.1. Kết luận về nghiên cứu giống lúa Japonica

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng giống lúa Japonica có nhiều ưu điểm vượt trội, phù hợp với điều kiện khí hậu miền Bắc. Việc phát triển giống lúa này là cần thiết để nâng cao năng suất và chất lượng.

5.2. Triển vọng phát triển giống lúa trong tương lai

Với sự hỗ trợ của công nghệ và chính sách phát triển nông nghiệp, giống lúa Japonica có khả năng phát triển mạnh mẽ, đáp ứng nhu cầu lương thực và xuất khẩu trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp của tác giả Nguyễn Tuấn Phong, chuyên ngành Khoa học cây trồng (mã số: 62.10 [62.62.01.10]), thực hiện tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TS. Đỗ Năng Vịnh và TS. Lê Quốc Thanh, tập trung giải quyết các vấn đề thực tiễn và kỹ thuật trong việc tuyển chọn, phát triển các giống lúa thuộc loài phụ japonica tại các vùng sinh thái phía Bắc.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Lúa gạo là nguồn lương thực chủ yếu của hơn một nửa dân số thế giới và cung cấp trên 20% tổng năng lượng hấp thụ hàng ngày của nhân loại (tại châu Á tỷ lệ này đạt từ 50% đến 70%). Năm 2013, sản lượng lúa toàn cầu đạt 746,4 triệu tấn (tương đương 497,6 triệu tấn gạo xát), tăng 1,4% so với năm 2012. Thương mại lúa gạo thế giới duy trì mức tăng trưởng 2,54%/năm, đạt quy mô 29 - 33 triệu tấn giai đoạn 2011 - 2013 và dự kiến đạt khoảng 40 triệu tấn vào năm 2022.

Mặc dù Việt Nam đạt sản lượng xuất khẩu từ 6 - 7 triệu tấn gạo mỗi năm (chiếm gần 30% lượng gạo giao dịch toàn cầu), giá trị xuất khẩu lại thấp hơn từ 50 - 100 USD/tấn so với sản phẩm cùng phẩm cấp của Thái Lan và Ấn Độ. Nguyên nhân chính được tác giả chỉ ra là cơ cấu giống lúa chất lượng cao trong sản xuất còn thấp, chủng loại mặt hàng chưa đa dạng, dẫn đến nghịch lý xuất khẩu khối lượng lớn nhưng vẫn phải nhập khẩu gạo phẩm cấp cao với giá đắt phục vụ hệ thống siêu thị trong nước. Trong bối cảnh đó, loài phụ lúa japonica (lúa cánh) với các ưu thế sinh học như khả năng chịu lạnh, chống đổ tốt, ít nhiễm sâu bệnh, hàm lượng amylose thấp và cơm mềm dính, mở ra triển vọng canh tác lớn tại miền Bắc. Tuy nhiên, việc thiếu hụt các nghiên cứu đồng bộ về phân vùng thích ứng sinh thái, tuyển chọn giống và xác lập gói kỹ thuật canh tác thâm canh cho lúa japonica ở các tiểu vùng sinh thái khác nhau là khoảng trống cần giải quyết.

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chung của đề tài là xác định vùng sinh thái, giống, biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp cho giống lúa japonica triển vọng để đưa vào sản xuất làm gạo ăn và hàng hóa chất lượng cao đạt tiêu chuẩn xuất khẩu, góp phần tăng thu nhập cho nông dân.

Luận án cụ thể hóa thành 4 mục tiêu:

1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, phân vùng sinh thái và thực trạng (bao gồm thuận lợi và khó khăn) trong sản xuất nhằm phát triển lúa japonica ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam.
2. Xác định được 1 - 2 giống lúa japonica thích hợp, có tính ổn định và tính thích nghi rộng, tiềm năng năng suất cao, chất lượng gạo tốt để thay thế các giống cũ tại địa phương.
3. Xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác thích hợp cho giống lúa japonica triển vọng thông qua kết quả các thí nghiệm về thời vụ, mật độ gieo cấy, mức bón phân kali tại tỉnh Yên Bái.
4. Xây dựng mô hình trình diễn giống lúa japonica triển vọng áp dụng kỹ thuật thâm canh đạt năng suất cao, chất lượng tốt tại tỉnh Yên Bái.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Các giống lúa thuộc loài phụ japonica được nhập nội hoặc lai tạo đang có mặt trong nghiên cứu và sản xuất tại miền Bắc Việt Nam.
• Phạm vi không gian: Triển khai tại các tỉnh đại diện cho hai vùng sinh thái chính của miền Bắc: vùng Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH: Ninh Bình, Thái Bình, Hải Dương, Hưng Yên) và vùng Miền núi phía Bắc (MNPB: Cao Bằng, Thái Nguyên, Phú Thọ, Yên Bái, Sơn La); trọng tâm nghiên cứu thâm canh và xây dựng mô hình thực hiện tại huyện Trạm Tấu và huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái.
• Phạm vi thời gian: Quá trình theo dõi, khảo nghiệm và thu thập số liệu thực địa diễn ra liên tục từ năm 2009 đến năm 2012 (tổng thể công trình hoàn tất giai đoạn 2009 - 2013).

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước được luận án điểm lại

Luận án hệ thống hóa các thành tựu nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến phân loại, sinh thái, kỹ thuật canh tác và chất lượng lúa japonica:

• Về nguồn gốc và phân loại học: Tác giả điểm lại các mốc phân loại truyền thống và phân tử, gồm Kato et al. (1928) chia lúa trồng thành indica và japonica; Oka (1958) phân loại 147 giống lúa châu Á thành dạng "Lục địa" và "Quần đảo" dựa trên phản ứng phenol, kháng KClO3 và tính chịu lạnh. Nguyễn Thị Quỳnh (1998) kiểm tra phản ứng phenol trên 386 giống lúa Tây Bắc, xác định 72,1% thuộc japonica. Trần Văn Minh (2004) mô tả đặc trưng hình thái japonica (hạt ngắn, lá cứng đậm, không râu, đóng hạt dày). Ở cấp độ phân tử, Glaszmann (1987) dùng 15 locus isozyme phân lập 6 nhóm giống (nhóm I là indica, nhóm VI là japonica); Mackill (1995) dùng RAPD phân biệt japonica ôn đới và nhiệt đới (javanica); Kanno et al. (1993) phát hiện đoạn mất đoạn 69 base pair (bp) trong vùng ORF100 trên đoạn Pst-12 của ADN lục lạp lúa indica so với japonica. Natalya (2000) dùng RFLP xác định phần lớn giống lúa miền Bắc Việt Nam mang đặc tính japonica. Trần Danh Sửu (2008, 2011) và Hà Minh Loan et al. (2010) dùng chỉ thị ADN phân loại các nguồn gen lúa Tám thơm, lúa nương và lúa bản địa Lào Cai, ghi nhận tỷ lệ giống japonica chiếm ưu thế lớn (từ 77,8% đến 95%).
• Về phản ứng sinh thái và nông thái học: IRRI (tài liệu số 87, 88, 90) công bố các ngưỡng chịu lạnh (sinh trưởng dừng dưới 15°C, gây hại nghiêm trọng nếu gặp 11°C giai đoạn trỗ). Matsuto (1997) phân tích đặc tính hạt không râu; Phạm Quang Duy et al. (2008) xác định chu kỳ sinh trưởng của nhiều dòng japonica đạt 90 - 114 ngày trong vụ Mùa. Về dinh dưỡng khoáng, Nguyễn Xuân Trường et al. (2000) công bố động thái tích lũy N-P-K; Salauddin et al. (2009) và Bahmanyar & Mashaee (2010) đánh giá vai trò của đạm; Đoàn Duy Thanh (2011) xác định công thức 100 kg N + 90 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha thích hợp cho lúa japonica trên đất phù sa sông Hồng; Uddin et al. (2013) nghiên cứu phối hợp đạm và kali; Nguyễn Văn Hoan (2006) xác định yêu cầu thời tiết cho các vụ lúa; Trần Văn Đạt (2005) tổng kết quản lý dịch hại và suy giảm chất lượng thu hoạch; S. Yoshida (1978), Nguyễn Như Hà (1999), Nguyễn Thạch Cương (2000) và Nguyễn Thị Trâm (2007) nghiên cứu mật độ cấy và kỹ thuật mạ.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Mặc dù tiềm năng của lúa japonica đã được thừa nhận, đa số nghiên cứu trước đây chỉ khảo sát đơn lẻ về mặt phân loại di truyền hoặc đánh giá thích ứng ở quy mô hẹp. Thiếu vắng các nghiên cứu thực nghiệm đồng bộ so sánh đa điểm giữa hai vùng sinh thái ĐBSH và MNPB qua nhiều vụ liên tiếp, chưa có đánh giá chi tiết về độ ổn định năng suất, khả năng chịu lạnh ở giai đoạn mạ vụ Xuân miền núi, và chưa thiết lập được quy trình kỹ thuật chuẩn hóa (thời vụ, mật độ gieo cấy, mức phân bón kali, thời điểm thu hoạch và kỹ thuật phá ngủ hạt) cho giống japonica triển vọng trên địa bàn vùng cao như Yên Bái.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Khung phân loại và đặc tính loài phụ: Dựa trên thuyết phân loại phân tử và hình thái học của Oryza sativa subsp. japonica. Phân tử ADN lục lạp giữ nguyên vẹn đoạn 69 bp ở vùng ORF100. Cây có dạng hình lùn hoặc bán lùn (95 - 105 cm), thân cứng, bộ lá đứng màu xanh đậm, khả năng oxy hóa của rễ cao nhờ hoạt tính mạnh của enzym peroxidaza, catalaza và glycolic axit oxidaza, tạo khả năng hút dinh dưỡng và chịu thâm canh cao.
• Tiêu chuẩn chất lượng lúa gạo: Luận án áp dụng khung đánh giá 4 nhóm chỉ tiêu theo tiêu chuẩn quốc tế và ngành:
  • Chất lượng thương phẩm: Chiều dài, chiều rộng, tỷ lệ dài/rộng (D/R), độ bạc bụng, độ trong của hạt.
  • Chất lượng xay xát: Tỷ lệ gạo lật, tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên hạt.
  • Chất lượng nấu nướng và ăn uống: Hàm lượng amylose (%), nhiệt độ hóa hồ, độ bền thể gel, độ dẻo, độ mềm và mùi thơm.
  • Chất lượng dinh dưỡng: Hàm lượng protein tổng số (%) và axit amin lyzin.

Phương pháp nghiên cứu thực tế

• Bố trí thí nghiệm đồng ruộng: Sử dụng phương pháp khối ngẫu nhiên đầy đủ (Randomized Complete Block Design - RCB) với 3 lần nhắc lại. Thí nghiệm khảo nghiệm giống so sánh năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất (số bông/khóm, số hạt chắc/bông, tỷ lệ lép, khối lượng 1000 hạt P1000), thời gian sinh trưởng (TGST), và mức độ nhiễm sâu bệnh hại chính (đạo ôn, khô vằn, bạc lá, rầy nâu) theo thang điểm chuẩn của Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI).
• Phương pháp điều tra nông thôn: Áp dụng phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân (Participatory Rapid Rural Appraisal - PRA) để điều tra năng suất thực tế và mức sử dụng phân bón vô cơ tại các nông hộ ở vùng ĐBSH và MNPB năm 2009.
• Phân tích đất và sinh hóa: Lấy mẫu đất tầng canh tác để phân tích các chỉ tiêu lý hóa học (pH, mùn tổng số, đạm tổng số, lân dễ tiêu P2O5, kali trao đổi K2O). Đo đạc độ ẩm hạt và tỷ lệ nảy mầm theo phương pháp của Hiệp hội Kiểm định Hạt giống Quốc tế (ISTA). Đánh giá chất lượng xay xát và hóa sinh hạt gạo tại phòng thí nghiệm chuyên ngành.
• Phương pháp xử lý số liệu: Tính toán các tham số thống kê sinh học bao gồm trung bình, hệ số biến động (CV%), sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (LSD ở mức xác suất P = 0,05), và phân tích tương tác môi trường để xác định độ ổn định năng suất của các giống qua các vụ và các năm (2011 - 2012).

Nguồn tư liệu và dữ liệu thực nghiệm

Hệ thống vật liệu gồm các giống lúa japonica nhập nội và lai tạo triển vọng đối chứng với các giống lúa indica thuần và lai đang phổ biến trong sản xuất. Nguồn số liệu khí tượng thủy văn, thổ nhưỡng thu thập từ Trung tâm Khí tượng Thủy văn và Sở Nông nghiệp & PTNT các tỉnh Ninh Bình, Thái Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Cao Bằng, Thái Nguyên, Phú Thọ, Sơn La, Yên Bái. Số liệu thực nghiệm ruộng thí nghiệm và mô hình sản xuất tại xã Phù Nham (huyện Văn Chấn) và xã Bản Mù, Hát Lừu (huyện Trạm Tấu), tỉnh Yên Bái.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này gồm 46 trang, tập trung tổng quan tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa japonica trên phạm vi quốc tế và Việt Nam.

• Phân loại và phản ứng sinh thái: Tổng hợp nguồn gốc phát sinh loài Oryza sativa, đặc tính thích ứng khí hậu ôn đới và cận nhiệt đới của lúa japonica. Nhấn mạnh các yếu tố hạn chế: ngưỡng nhiệt độ làm đòng/trỗ bông (mẫn cảm dưới 15°C và trên 35°C), nhu cầu nước duy trì chế độ ngập điều hòa nhiệt và kiểm soát cỏ dại, tính chất rễ oxy hóa mạnh.
• Biện pháp kỹ thuật và chất lượng lúa gạo: Đánh giá động thái hấp thu dinh dưỡng khoáng qua các thời kỳ sinh trưởng (bảng số liệu tích lũy N-P-K của Nguyễn Xuân Trường et al., 2000); định mức bón phân vô cơ theo loại đất và nhóm giống theo khuyến cáo của Bộ Nông nghiệp & PTNT (2002); vai trò của cân đối đạm - lân và đạm - kali trên đất dốc miền núi nghèo dinh dưỡng. Tổng quan các chỉ tiêu chất lượng gạo thương phẩm, tỷ lệ gạo nguyên khi xay xát và hàm lượng amylose quyết định tính chất dẻo dính của hạt cơm.
• Hiện trạng sản xuất lúa japonica: Thống kê diện tích canh tác japonica thế giới chiếm khoảng 20% tổng diện tích lúa với sản lượng 13 triệu tấn/năm. Nêu chi tiết số liệu năm 2004 tại các khu vực ôn đới và cận nhiệt đới: châu Á (diện tích 13,00 triệu ha, năng suất 5,94 tấn/ha, sản lượng 79 triệu tấn); châu Âu (876.750 ha, năng suất 4,85 tấn/ha, sản lượng 4 triệu tấn); châu Úc (65.000 ha, năng suất 8,23 tấn/ha, sản lượng 534.000 tấn).

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

Chương này quy định toàn bộ vật liệu, địa bàn và quy trình thao tác thực nghiệm:

• Vật liệu nghiên cứu: Bộ giống lúa japonica thí nghiệm gồm các giống nhập nội và chọn tạo, trong đó có giống lúa J01; các giống đối chứng thuộc loài phụ indica và japonica lưu hành tại miền Bắc. Vật liệu hóa chất, phân bón vô cơ (Đạm Urê, Supe lân, Kali Clorua), thuốc bảo vệ thực vật theo danh mục cho phép.
• Địa điểm và thời gian: Triển khai mạng lưới khảo nghiệm tại các tỉnh đại diện ĐBSH và MNPB từ năm 2009 đến 2012; bố trí thí nghiệm chuyên sâu về biện pháp kỹ thuật và mô hình thâm canh tại huyện Văn Chấn và huyện Trạm Tấu (tỉnh Yên Bái).
• Phương pháp thí nghiệm:
  • Khảo nghiệm cơ bản các giống lúa vụ Xuân và vụ Mùa các năm 2010, 2011, 2012 theo khối ngẫu nhiên (RCB), 3 lần nhắc lại.
  • Thí nghiệm thời vụ đối với giống J01 tại Yên Bái với các mốc gieo cấy khác nhau.
  • Thí nghiệm 2 nhân tố: Mật độ cấy kết hợp các mức bón phân kali clorua (K2O).
  • Thí nghiệm thời điểm thu hoạch xác định độ ẩm và P1000; thí nghiệm các phương pháp cơ học và hóa học phá ngủ hạt giống lúa J01 vụ Xuân.
  • Phương pháp theo dõi sâu bệnh, đánh giá tính chịu lạnh giai đoạn mạ vụ Xuân 2011, tính toán hiệu quả kinh tế và độ ổn định năng suất qua 2 năm.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm từ trang 65 đến 141 thông qua hệ thống bảng biểu so sánh chi tiết:

1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, sinh thái và thực trạng bón phân

Khảo sát khí hậu và hiện trạng nông học tại các tỉnh nghiên cứu năm 2009:

• Vùng ĐBSH có nền nhiệt trung bình năm từ 23 - 24°C, biên độ nhiệt phù hợp thâm canh lúa nhưng biến động mạnh ở vụ Xuân sớm do rét đậm, rét hại. Điều tra năng suất và mức bón phân vô cơ tại Ninh Bình, Thái Bình, Hải Dương, Hưng Yên cho thấy mức bón đạm tương đối cao (110 - 140 kg N/ha), lân dao động 60 - 90 kg P2O5/ha, nhưng kali bón chưa tương xứng (40 - 60 kg K2O/ha).
• Vùng MNPB (Cao Bằng, Thái Nguyên, Phú Thọ, Yên Bái, Sơn La) có địa hình phân cắt, tiểu khí hậu đặc thù theo đai cao, biên độ nhiệt ngày đêm lớn (chênh lệch 7 - 10°C). Thực trạng canh tác trên đất ruộng bậc thang và đất thung lũng cho thấy mức bón phân còn mất cân đối nghiêm trọng: nông dân chủ yếu chú trọng bón đạm, mức bón kali rất thấp (thậm chí nhiều vùng chỉ đạt 15 - 30 kg K2O/ha), dẫn đến hiện tượng rửa trôi dinh dưỡng, lúa dễ nhiễm sâu bệnh và năng suất không ổn định.

2. Kết quả đánh giá các giống lúa japonica tại các vùng sinh thái

• Thời gian sinh trưởng và năng suất hạt:
  • Vụ Xuân 2010 và 2011: Thời gian sinh trưởng của các giống lúa japonica dao động trong khoảng 130 - 145 ngày ở vùng ĐBSH và 140 - 155 ngày ở vùng MNPB. Các yếu tố cấu thành năng suất cho thấy giống J01 đạt số bông/khóm từ 5,8 - 7,2 bông; tỷ lệ hạt chắc đạt 82 - 88%; khối lượng 1000 hạt đạt 26,5 - 28,0 g. Năng suất thực thu của giống J01 đạt mức cao và ổn định, dao động từ 58,5 - 65,4 tạ/ha tại ĐBSH và 54,2 - 62,8 tạ/ha tại MNPB, vượt trội so với các giống đối chứng cùng nhóm sinh thái.
  • Vụ Mùa 2010 và 2011: TGST rút ngắn xuống 105 - 118 ngày ở ĐBSH và 110 - 122 ngày ở MNPB. Năng suất giống J01 đạt từ 52,0 - 58,6 tạ/ha.
• Khả năng chịu lạnh và mức độ nhiễm sâu bệnh: Trong đợt rét vụ Xuân 2011 tại Yên Bái, giống J01 thể hiện khả năng chịu lạnh ở giai đoạn mạ và sau cấy đến hồi xanh ở mức tốt (điểm 1 - 2 theo thang IRRI), lá mạ giữ sắc xanh, rễ phục hồi nhanh, không bị cháy lá như các giống indica. Khảo sát đồng ruộng ghi nhận giống J01 có mức độ nhiễm bệnh đạo ôn, khô vằn và bạc lá ở mức nhẹ đến trung bình (điểm 1 - 3).
• Độ ổn định năng suất qua 2 năm (2011 - 2012): Đánh giá độ ổn định năng suất hạt của các giống tại ĐBSH và MNPB khẳng định giống J01 có hệ số biến động năng suất thấp, thích ứng rộng trên cả hai vùng sinh thái trong cả hai vụ Xuân và Mùa.
• Chất lượng gạo vụ Xuân 2011:

Chỉ tiêu chất lượng	Giống lúa japonica J01	Giống đối chứng indica (Bắc Thơm 7)
Tỷ lệ gạo lật (%)	78,5 - 80,2	77,0 - 78,5
Tỷ lệ gạo xát (%)	70,1 - 71,8	68,0 - 69,5
Tỷ lệ gạo nguyên (%)	64,2 - 66,5	55,0 - 58,2
Tỷ lệ dài/rộng hạt (D/R)	1,8 - 2,0 (hạt bầu tròn)	2,8 - 3,1 (hạt thon dài)
Độ bạc bụng (cấp)	Cấp 0 - 1 (hạt trong)	Cấp 1
Hàm lượng amylose (%)	14,2 - 15,8	13,5 - 14,5
Hàm lượng protein (%)	8,2 - 9,1	7,8 - 8,4
Đánh giá phẩm chất cơm	Cơm mềm, dẻo dai, đậm vị, dính vừa	Cơm mềm dẻo, thơm nhẹ

3. Nghiên cứu kỹ thuật thâm canh giống lúa J01 tại tỉnh Yên Bái

Nghiên cứu tập trung tại huyện Trạm Tấu (đại diện vùng cao) và huyện Văn Chấn (đại diện vùng đồi núi thấp):

• Ảnh hưởng của thời vụ: Bố trí các mốc gieo cấy vụ Xuân và vụ Mùa. Kết quả xác định thời vụ tối ưu giúp lúa trỗ vào thời điểm khí hậu thuận lợi, tránh rét muộn vụ Xuân và tránh mưa bão tháng 8 ở vụ Mùa. Tại Văn Chấn và Trạm Tấu, mốc thời vụ gieo cấy thích hợp nhất giúp giống J01 đạt năng suất cao nhất từ 60,5 - 63,2 tạ/ha.
• Tương tác giữa mật độ cấy và mức bón phân kali:
  • Thí nghiệm mật độ cấy (từ 35, 40, 45 đến 50 khóm/m2) và liều lượng kali (40, 60, 80, 100 kg K2O/ha) trên nền phân bón 100 kg N + 60 kg P2O5 + 8 - 10 tấn phân chuồng/ha.
  • Kết quả: Bón kali kết hợp mật độ cấy hợp lý làm tăng rõ rệt số nhánh hữu hiệu, tỷ lệ hạt chắc và P1000, đồng thời giảm mức độ đổ ngã và mức nhiễm bệnh khô vằn.
  • Công thức tối ưu tại Yên Bái: Cấy với mật độ 40 - 45 khóm/m2 (cấy 2 - 3 dảnh/khóm) kết hợp mức bón 80 kg K2O/ha cho năng suất thực thu cao nhất (vụ Xuân đạt 62,4 - 65,1 tạ/ha; vụ Mùa đạt 55,8 - 58,4 tạ/ha) và đạt hiệu quả kinh tế (lãi thuần) cao nhất.
• Kỹ thuật thu hoạch và phá ngủ hạt giống:
  • Thu hoạch ở thời điểm 35 - 38 ngày sau khi trỗ (độ ẩm hạt thóc đạt 20 - 22%) cho khối lượng 1000 hạt cao nhất và giảm tối đa tỷ lệ nứt vỡ khi xay xát.
  • Do hạt giống lúa japonica vụ Xuân có thời gian ngủ nghỉ sinh lý sâu khi chuyển vụ sang gieo vụ Mùa, luận án xác định phương pháp xử lý ngâm hạt trong dung dịch axit nitric (HNO3) nồng độ 0,2% trong 24 giờ hoặc xử lý nhiệt khô (42 - 45°C trong 48 giờ) phá ngủ nghỉ hiệu quả nhất, nâng tỷ lệ nảy mầm từ dưới 40% lên trên 85 - 90%.
• Xây dựng quy trình kỹ thuật thâm canh giống J01: Đã chuẩn hóa thành văn bản quy trình chi tiết gồm: thời vụ gieo cấy, kỹ thuật ngâm ủ, lượng giống (40 - 45 kg/ha), mật độ cấy (40 - 45 khóm/m2), tỷ lệ bón N:P:K (100 N : 60 P2O5 : 80 K2O), phương pháp bón lót và bón thúc đẻ nhánh - đón đòng, kỹ thuật điều tiết nước ướt khô luân phiên (AWD) và phòng trừ sâu bệnh.

4. Kết quả xây dựng mô hình thâm canh giống lúa J01 tại Yên Bái

• Năm 2011 và 2012, xây dựng mô hình trình diễn quy mô lớn tại xã Phù Nham (Văn Chấn) và xã Hát Lừu, Bản Mù (Trạm Tấu).
• Kết quả vụ Xuân 2012: Giống J01 trong mô hình đạt năng suất trung bình 63,5 tạ/ha tại Văn Chấn và 58,7 tạ/ha tại Trạm Tấu, vượt các giống lúa địa phương và đối chứng từ 12,5% đến 18,2%. Khả năng chống đổ đạt điểm 1, mức độ nhiễm sâu bệnh hại thấp.
• Phân tích hiệu quả kinh tế: Do giá bán thóc thương phẩm japonica cao hơn thóc thường từ 2.000 - 3.500 đồng/kg, mô hình canh tác giống J01 mang lại thu nhập thuần cao hơn đối chứng từ 8,5 đến 14,2 triệu đồng/ha.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học

1. Luận án đã bổ sung hệ thống dữ liệu thực nghiệm toàn diện về đặc tính nông sinh học, khả năng phản ứng sinh thái, sức chịu rét ở giai đoạn mạ và tính ổn định năng suất của tập đoàn giống lúa japonica trên hai vùng sinh thái khác biệt (Đồng bằng sông Hồng và Miền núi phía Bắc).
2. Làm sáng tỏ cơ sở khoa học về tác động của chế độ bón phân kali và mật độ cấy đến cấu trúc quần thể, khả năng chống chịu sâu bệnh hại và các yếu tố cấu thành năng suất của giống lúa japonica canh tác trên đất lúa vùng cao tỉnh Yên Bái.
3. Cung cấp dẫn liệu phân tích cụ thể về đặc tính hóa sinh, chất lượng xay xát và phẩm chất nấu nướng của hạt gạo japonica được sản xuất trong điều kiện sinh thái khí hậu miền Bắc Việt Nam.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

1. Tuyển chọn được giống lúa japonica J01 có phổ thích nghi rộng, độ thuần đồng ruộng cao, chịu lạnh tốt, năng suất đạt 5,5 - 6,5 tấn/ha, phẩm chất gạo ngon (hạt tròn, cơm mềm dẻo, hàm lượng amylose 14 - 16%), đáp ứng yêu cầu gạo ăn chất lượng cao và tiềm năng xuất khẩu.
2. Xác lập hoàn chỉnh gói quy trình kỹ thuật canh tác thâm canh đồng bộ cho giống lúa J01 tại hai huyện Trạm Tấu và Văn Chấn (tỉnh Yên Bái), bao gồm lịch thời vụ gieo cấy, kỹ thuật phá ngủ nghỉ sinh lý của hạt giống vụ Xuân làm giống cho vụ Mùa, mật độ cấy tối ưu (40 - 45 khóm/m2) và liều lượng bón phân kali clorua (80 kg K2O/ha trên nền 100 N + 60 P2O5).
3. Triển khai thành công các mô hình trình diễn sản xuất thâm canh tại Yên Bái trong 2 năm 2011 - 2012, nâng cao hiệu quả kinh tế rõ rệt trên một đơn vị diện tích gieo trồng so với canh tác giống lúa truyền thống, tạo tiền đề chuyển đổi cơ cấu giống lúa chất lượng cao tại địa phương.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất của tác giả

• Cho phép mở rộng diện tích sản xuất giống lúa J01 tại các huyện vùng thấp và vùng cao của tỉnh Yên Bái cũng như các tỉnh miền núi lân cận có điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng tương đồng.
• Áp dụng đầy đủ quy trình kỹ thuật thâm canh do luận án ban hành, đặc biệt lưu ý kỹ thuật bón đủ kali và áp dụng biện pháp phá ngủ hạt bằng dung dịch HNO3 0,2% hoặc sấy nhiệt khi dùng thóc giống vụ Xuân gieo cấy ngay trong vụ Mùa.
• Các cơ quan quản lý nông nghiệp địa phương cần xây dựng chuỗi liên kết bao tiêu sản phẩm lúa gạo japonica để giữ vững giá trị thương phẩm cao cho người nông dân.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án

• Về phạm vi thực nghiệm kỹ thuật chuyên sâu: Các thí nghiệm yếu tố kỹ thuật canh tác (mật độ, phân bón kali, thời vụ gieo cấy, xử lý hạt giống) và mô hình trình diễn thâm canh chủ yếu được tập trung tại hai huyện Văn Chấn và Trạm Tấu của tỉnh Yên Bái. Luận án chưa thể mở rộng các thí nghiệm thâm canh đa nhân tố tương tự trên tất cả các tiểu vùng thổ nhưỡng của ĐBSH.
• Về thời gian theo dõi: Số liệu phân tích độ ổn định năng suất và xây dựng mô hình sản xuất thực địa tập trung trong giai đoạn 2009 - 2012; các đánh giá chuỗi giá trị và thị trường thương phẩm lúa gạo japonica sau thu hoạch chỉ dừng ở mức tính toán sơ bộ tại địa bàn sản xuất.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Mở rộng nghiên cứu hoàn thiện gói kỹ thuật canh tác thâm canh cho giống J01 và các dòng japonica mới trên các loại chân đất khác nhau ở vùng ĐBSH (đất phù sa ven sông, đất bạc màu, đất phèn mặn).
• Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về công nghệ bảo quản sau thu hoạch quy mô công nghiệp nhằm duy trì hương vị và phẩm chất dẻo dính của hạt gạo japonica trong điều kiện thời tiết nóng ẩm tại Việt Nam.

---

Giá trị tham khảo

Đối tượng thụ hưởng

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên: Chuyên ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Di truyền và Chọn tạo giống cây trồng tìm thấy nguồn tư liệu quý về phương pháp bố trí thí nghiệm khảo nghiệm giống lúa theo tiêu chuẩn IRRI và đánh giá phẩm chất lúa gạo.
• Cán bộ khuyến nông và nhà quản lý nông nghiệp: Cán bộ ngành nông nghiệp tại các tỉnh MNPB và ĐBSH có thể áp dụng trực tiếp các thông số kỹ thuật (thời vụ, mật độ, mức bón kali) để chỉ đạo sản xuất vụ Xuân và vụ Mùa.
• Doanh nghiệp và hợp tác xã sản xuất lúa gạo: Nắm bắt được đặc tính xay xát, tỷ lệ gạo nguyên và phẩm chất nấu nướng của giống J01 để tổ chức vùng nguyên liệu chuyên canh lúa chất lượng cao.

Phần nội dung đáng tham khảo nhất

• Toàn bộ dữ liệu so sánh đặc tính chịu lạnh giai đoạn mạ vụ Xuân và khả năng thích ứng sinh thái của các giống japonica tại Yên Bái (Bảng 3.6, 3.7, 3.11).
• Kết quả thí nghiệm tương tác giữa mật độ cấy và mức bón phân kali clorua đối với cấu thành năng suất và hiệu quả kinh tế của giống lúa J01 (Bảng 3.28 đến 3.37).
• Quy trình kỹ thuật xử lý phá ngủ nghỉ hạt giống vụ Xuân làm hạt giống gieo ngay cho vụ Mùa (Bảng 3.39).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã xác định được giống lúa japonica nào có triển vọng nhất để mở rộng sản xuất tại miền Bắc?

Luận án xác định giống lúa J01 là giống có triển vọng tốt nhất. Giống này có thời gian sinh trưởng ngắn đến trung bình, khả năng chịu lạnh ở giai đoạn mạ tốt, chống đổ ngã khá, ít nhiễm các loại sâu bệnh hại chính (đạo ôn, khô vằn, bạc lá), đạt năng suất thực thu bình quân 5,5 - 6,5 tấn/ha và có phẩm chất gạo tốt (hạt bầu tròn, hàm lượng amylose 14,2 - 15,8%, cơm mềm dẻo).

2. Vì sao lúa japonica lại thể hiện tính thích nghi tốt tại vùng Miền núi phía Bắc trong vụ Xuân?

Theo luận án, lúa japonica có nguồn gốc ôn đới và cận nhiệt đới nên sở hữu ngưỡng nhiệt độ chịu lạnh cao hơn lúa indica (chịu được nhiệt độ từ 12 - 15°C ở giai đoạn mạ mà không bị vàng lá hoặc chết rét). Vùng Miền núi phía Bắc có vụ Xuân sớm với nhiệt độ thấp và biên độ nhiệt ngày đêm lớn, phù hợp với đặc tính sinh lý quang hợp và tích lũy chất khô của loài phụ này.

3. Mật độ cấy và mức bón phân kali nào mang lại hiệu quả cao nhất cho giống lúa J01 tại tỉnh Yên Bái?

Qua các thí nghiệm tại huyện Văn Chấn và Trạm Tấu, công thức tối ưu được xác lập là: cấy mật độ 40 - 45 khóm/m2 (mỗi khóm 2 - 3 dảnh) kết hợp với mức bón 80 kg K2O/ha (trên nền phân bón 100 kg N + 60 kg P2O5 + 8 - 10 tấn phân chuồng/ha). Công thức này cho năng suất vụ Xuân đạt 62,4 - 65,1 tạ/ha, vụ Mùa đạt 55,8 - 58,4 tạ/ha và đạt lợi nhuận kinh tế cao nhất.

4. Luận án giải quyết vấn đề ngủ nghỉ sinh lý của hạt giống lúa J01 khi chuyển tiếp vụ Xuân sang vụ Mùa bằng cách nào?

Để hạt giống J01 vụ Xuân có thể nảy mầm tốt khi đem gieo ngay trong vụ Mùa cùng năm, luận án chỉ rõ cần áp dụng biện pháp phá ngủ hạt bằng cách ngâm thóc giống trong dung dịch axit nitric (HNO3) nồng độ 0,2% trong thời gian 24 giờ, hoặc tiến hành sấy nhiệt khô ở 42 - 45°C trong 48 giờ. Phương pháp này giúp tỷ lệ nảy mầm đạt từ 85% trở lên.

5. Sự khác biệt di truyền cơ bản nào giữa lúa indica và japonica được tác giả điểm lại ở cấp độ phân tử?

Tác giả dẫn chứng nghiên cứu của Kanno et al. (1993) chỉ ra rằng: trong phân tử ADN lục lạp, ở vùng ORF100 nằm trên đoạn Pst-12 của lúa indica có một đoạn ADN bị khuyết mất 69 base pair (bp) so với phân tử ADN lục lạp của lúa japonica. Dấu hiệu mất đoạn này được phát hiện chính xác thông qua kỹ thuật PCR và được sử dụng làm chỉ thị phân tử chuẩn mực để phân biệt hai loài phụ.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Nguyễn Tuấn Phong đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu xác định giống và phát triển quy trình canh tác thâm canh lúa japonica tại các tỉnh miền Bắc Việt Nam, đặc biệt trên địa bàn tỉnh Yên Bái. Thông qua mạng lưới khảo nghiệm thực nghiệm đa điểm từ năm 2009 đến 2012, công trình đã tuyển chọn thành công giống lúa J01 có năng suất cao, phẩm chất gạo đạt tiêu chuẩn thương phẩm chất lượng cao và khả năng chịu lạnh vượt trội. Đồng thời, luận án đã xác lập quy trình kỹ thuật chuẩn hóa về thời vụ, mật độ gieo cấy, liều lượng bón phân kali và kỹ thuật phá ngủ hạt giống, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân. Đây là tài liệu khoa học chuyên khảo có độ tin cậy thực chứng cao, đóng góp thiết thực cho công tác chọn tạo giống và phát triển ngành hàng lúa gạo chất lượng cao tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Lúa gạo là nguồn lƣơng thực chủ yếu của hơn nửa số dân trên thế giới và cung cấp hơn 20% tổng năng lƣợng hấp thụ hàng ngày của nhân loại. Ở châu Á lúa gạo cung cấp 50 - 70% năng lƣợng hấp thụ hàng ngày. Lúa gạo giữ vai trò quan trọng trong việc cung cấp dinh dƣỡng cho con ngƣời [23].

Theo thống kê, sản lƣợng lúa toàn cầu năm 2013 khoảng 746,4 triệu tấn (tƣơng đƣơng với 497,6 triệu tấn gạo sát), cao hơn 1,4 % hay khoảng 10,2 triệu tấn so với năm 2012 (736,2 triệu tấn). Sản lƣợng gạo thế giới tăng trƣởng ở mức 1,0% mỗi năm với 0,8% tăng do cải thiện năng suất và 0,2% do tăng diện tích canh tác. Mức tiêu thụ gạo toàn cầu tăng 1,06% mỗi năm, trong khi thƣơng mại lúa gạo tiếp tục tăng trƣởng 2,54% mỗi năm. Sản lƣợng gạo trên thị trƣờng toàn cầu dao động từ 29 - 33 triệu tấn trong các năm từ 2011 đến 2013 và dự kiến sẽ tăng lên xấp xỉ 40 triệu tấn vào năm 2022 [127].

Trong những năm qua, bằng việc đổi mới cơ chế, chính sách nhằm tập trung phát triển cơ sở hạ tầng phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất, chuyển đổi cơ cấu mùa vụ và đặc biệt sử dụng các giống mới có năng suất cao, chất lƣợng tốt là yếu tố quan trọng góp phần tạo nên thành tựu chung trong phát triển sản xuất nông nghiệp nƣớc ta. Từ một quốc gia triền miên thiếu lƣơng thực, chúng ta dần thoả mãn lƣơng thực trong cả nƣớc, đã vƣợt lên trở thành một trong những nƣớc xuất khẩu gạo đứng đầu trên thế giới. Mặc dù vậy, bên cạnh những thành tựu đã đạt đƣợc, Việt Nam đang gặp phải rất nhiều khó khăn thách thức phía trƣớc. Mỗi năm, Việt Nam xuất khẩu 6 - 7 triệu tấn gạo, chiếm đến gần 30% lƣợng gạo giao dịch trên toàn thế giới nhƣng chỉ bán đƣợc với giá rẻ hơn 50 - 100 USD/tấn so với gạo cùng phẩm cấp của Thái Lan, Ấn Độ [59].

Nguyên nhân 2 chủ yếu là do các giống lúa có phẩm chất gạo tốt chiếm tỷ lệ ít trong sản xuất nông nghiệp nƣớc ta, sức cạnh tranh không cao do sự đa dạng về mặt hàng còn hạn chế, chất lƣợng sản phẩm không tăng trong khi giá thành sản xuất các mặt hàng gạo chất lƣợng có xu hƣớng tăng lên. Điều đó dẫn đến thực trạng Việt Nam là một nƣớc xuất khẩu gạo nhƣng lại nhập khẩu gạo có chất lƣợng cao. Hiện nay, trong các siêu thị, các loại gạo đƣợc nhập khẩu có giá thành cao hơn hẳn so với gạo của Việt Nam. Chính vì vậy, trong bối cảnh toàn cầu hóa, nền kinh tế của chúng ta ngày càng hội nhập sâu rộng với nền kinh tế thế giới.

Một trong những yêu cầu của thực tiễn đặt ra là đối với ngƣời nông dân ngoài việc áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật mới để tăng năng suất, giảm giá thành thì nhu cầu cần có nhiều hơn nữa sự lựa chọn với sản xuất lúa gạo, cần những giống lúa có phẩm chất gạo tốt, giá trị thƣơng phẩm cao để đƣa ra sản xuất tập trung thành vùng chuyên canh, tạo thêm sự đa dạng của lúa gạo hàng hóa phục vụ xuất khẩu là vấn đề bức thiết hiện nay. Trong thời gian qua, bằng các nguồn nhập nội và lai tạo của nhiều tác giả trong nƣớc đã có nhiều giống lúa thuộc loài phụ japonica có tiềm năng năng suất, chất lƣợng cao ra đời. Lúa japonica thích hợp với vùng có khí hậu ôn đới, cận nhiệt đới và có thể trồng ở những nơi có độ cao trên 1000 mét so với mặt nƣớc biển. Lúa japonica có thời gian sinh trƣởng từ ngắn đến trung bình, chống đổ tốt, chống chịu nhiều sâu bệnh, khả năng chịu lạnh cao, thích nghi với điều kiện thâm canh, chịu phân tốt nên cho năng suất cao, chất lƣợng tốt và giá trị hàng hóa cao phù hợp với điều kiện sinh thái miền Bắc Việt Nam.

Vì vậy, lúa japonica là một hƣớng mới trong phát triển nghề trồng lúa ở miền Bắc nƣớc ta. Xuất phát từ những lý do trên, việc thực hiện: “Nghiên cứu xác định giống và phát triển lúa japonica ở miền Bắc Việt Nam” là đề tài mang tính thực tiễn cao và rất cần thiết nhằm khai thác lợi thế và chất lƣợng sản phẩm. Mục tiêu của đề tài 2. Mục tiêu chung Nghiên cứu xác định vùng sinh thái, giống, biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp cho giống lúa japonica triển vọng để đƣa vào sản xuất làm gạo ăn và làm hàng hóa chất lƣợng cao đủ tiêu chuẩn xuất khẩu, góp phần nâng cao thu nhập cho bà con nông dân nông thôn.

Mục tiêu cụ thể - Đánh giá điều kiện tự nhiên, phân vùng sinh thái và thực trạng bao gồm cả yếu tố thuận lợi và khó khăn trong sản xuất nhằm phát triển sản xuất lúa japonica ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam; - Xác định đƣợc 1 - 2 giống lúa japonica thích hợp, có tính ổn định và tính thích nghi rộng, tiềm năng năng suất cao, chất lƣợng gạo tốt để phục vụ cho bà con nông dân thay thế các giống cũ tại địa phƣơng các tỉnh miền Bắc Việt Nam; - Xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác thích hợp cho giống lúa japonica triển vọng thông qua kết quả các thí nghiệm về thời vụ, mật độ, mức bón phân Kali tại tỉnh Yên Bái; - Xây dựng đƣợc mô hình trình diễn giống lúa japonica triển vọng áp dụng kỹ thuật thâm canh đạt năng suất cao, chất lƣợng tốt tại tỉnh Yên Bái. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3. Ý nghĩa khoa học - Đây là công trình nghiên cứu khoa học đồng bộ về xác định vùng sinh thái thích hợp, đánh giá tính thích nghi, độ ổn định, khả năng chống chịu, tiềm năng năng suất, chất lƣợng gạo của một số giống lúa japonica mới tại các tỉnh miền Bắc Việt Nam; - Kết quả nghiên cứu của đề tài là các dẫn liê ̣u khoa ho ̣c có giá trị về các biện pháp kỹ thuật (giống, thời vụ, mật độ, phân bón, thu hoạch), là cơ sở góp phần phát triển sản xuất các giống lúa japonica cho năng suất chất 4 lƣợng cao, góp phần đảm bảo an ninh lƣơng thực, phát triển kinh tế tại các tỉnh miền Bắc Việt Nam. Ý nghĩa thực tiễn - Xác định đƣợc mô ̣t số giống lúa japonica có triển vọng thích hợp với các vùng sinh thái khác nhau tại miền Bắc nƣớc ta; - Góp phần giúp cho các địa phƣơng mở rộng sự lựa chọn bộ giống lúa chất lƣợng cao, hiệu quả đầu tƣ các giống lúa đặc sản cao hơn so với các giống lúa thông thƣờng, tăng thu nhập cho ngƣời dân, góp phần vào phát triển kinh tế - xã hội trong vùng; - Kết quả nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật thâm canh giống lúa japonica J01 tại tỉnh Yên Bái có thể áp dụng ra một số địa phƣơng, tỉnh thành khác lân cận có điều kiện tự nhiên tƣơng tự.

Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu: 4. Đối tượng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu là các giống lúa thuộc loài phụ japonica đƣợc nhập nội hoặc lai tạo, đang có mặt trong sản xuất và nghiên cứu tại các tỉnh miền Bắc Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu Các nội dung nghiên cứu của đề tài đƣợc triển khai tại các tỉnh đại diện cho các vùng sinh thái của miền Bắc Việt Nam trong thời gian từ năm 2009 - 2012, tập trung chủ yếu ở công tác khảo nghiệm sản xuất, tuyển chọn giống và nghiên cứu biện pháp kỹ thuật cho giống lúa triển vọng đƣợc lựa chọn tại vùng sinh thái thích hợp. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.

Nguồn gốc, phân loại cây lúa trên thế giới Lúa là một trong số những cây trồng cổ xƣa nhất. Sự tiến hoá của cây lúa gắn liền với lịch sử tiến hoá của loài ngƣời, đặc biệt là ở châu Á. Cây lúa thuộc loài hòa thảo Gramineae, chi Oryza, trong chi Oryza có nhiều loài, sống một năm hoặc sống nhiều năm, có hai loài trồng là Oryza sativa phổ biến ở châu Á, chiếm đại bộ phận diện tích trồng lúa, có nhiều giống có đặc tính tốt cho năng suất cao; Loài Oryza glaberrima, hạt nhỏ, đẻ ít, cây ngắn, năng suất thấp, chỉ trồng trên một diện tích nhỏ ở Tây Phi [23]. Tài liệu khảo cổ học trong nhiều năm qua cho thấy quê hƣơng của cây lúa (Oryza sativa, 2n = 24) là vùng Đông Nam Á và Đông Dƣơng, những nơi mà dấu ấn của cây lúa đã đƣợc ghi nhận vào khoảng 10.000 năm trƣớc công nguyên [68].

Từ đầu thế kỷ XX, các nhà khoa học đã cố gắng phân loại lúa đang trồng của loài Sativa bằng phƣơng pháp quan sát, đo đếm nên thiếu tính chất khoa học. Mãi đến giữa thập niên 1980s, cùng với sự phát triển và sáng tạo các kỹ thuật cao cấp, các nhà khoa học áp dụng kỹ thuật nghiên cứu cấp tế bào để phân loại lúa, cho nên các công trình phân tích, đánh giá và phân loại đƣợc chính xác và nhiều ngƣời chấp nhận hơn [23]. Phương pháp phân loại cổ truyền: Vào năm 1928, Kato et al. đã báo cáo rằng có hai loại lúa trên thế giới và đặt tên là lúa india ở vùng nhiệt đới và lúa japonica ở vùng ôn đới [96].

Năm 1958, Oka xếp loại 147 giống lúa ở châu Á thành hai loại, tên là lúa “Lục địa” và lúa “quần đảo”, sau đó đƣợc đối chiếu với india và japonica. Ông căn cứ vào một số đặc tính chính nhƣ chiều dài của đuôi, phản ứng với rƣợu phenol của hạt, kháng KClO3 và chống chịu nhiệt độ thấp, hạn hán. Phƣơng pháp xếp loại lúa này có tính chất tổng quát và dựa vào khảo sát vật lý nên không đi sâu vào cấp độ tế bào để đƣợc chính xác hơn [114]. 6 Nguyễn Thị Quỳnh (1998) sử dụng phản ứng phenol của hạt lúa để phân loại 386 giống lúa, trong đó có 182 giống lúa Nếp và 184 giống lúa tẻ từ khu vực miền núi Tây Bắc của Việt Nam, kết quả chỉ ra rằng 72,1% là lúa japonica và 27,9% là lúa indica.

Phần trăm của lúa japonica ở nghiên cứu này có tỷ lệ cao hơn bởi tỷ lệ lúa nếp cao và gần 50% lúa nếp tồn tại ở khu vực này [45]. Dựa vào các kết quả nghiên cứu về hình thái lúa, Trần Văn Minh (2004) [42] cho rằng các giống lúa thuộc loài phụ japonica có đặc điểm là hạt ngắn, lá ngắn, đậm, cứng, không có râu ở đầu hạt thóc, bông ít phân nhánh, độ đóng hạt dày. Phân loại lúa theo Glaszmann: Glaszmann (1987) đã nghiên cứu 1.688 giống lúa cổ truyền của châu Á bằng cách dùng đến 15 polymorphic loci làm mã số cho 8 enzym.