Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)
HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ĐỒN THANH QUỲNH TUYỂN CHỌN VÀ NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CANH TÁC GIỐNG LÚA NẾP ĐỊA PHƯƠNG CHẤT LƯỢNG CAO PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VÙNG NÚI TÂY BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành : Khoa học trồng Mã số : 9.62.01.10 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Hµ NéI, 2017 Cơng trình hồn thành tại: HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Văn Quang PGS.TS Vũ Thị Thu Hiền Phản biện 1: GS.TSKH Trần Duy Quý Viện Nghiên cứu Hợp tác Khoa học kỹ thuật Châu Á - Thái Bình Dương Phản biện 2: PGS.TS Phạm Văn Cường Học viện Nông nghiệp Việt Nam Phản biện 3: TS Phạm Xuân Liêm Hội Giống trồng Việt Nam Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện, họp tại: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi 08hngày 28 tháng 12 năm 2017 Có thể tìm hiểu Luận án thư viện: - Thư viện Quốc gia - Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Lúa nếp khơng lương thực quan trọng mà gắn liền với tập qn văn hóa nước vùng Đông Nam Á (Kenneth and Michael, 2002) Vùng Nam Đông Nam Châu Á coi trung tâm phát sinh nguồn gốc lúa nếp trồng, nếp cẩm đặc sản Các giống nếp thuộc hai loài phụ indica japonica Ở Việt Nam, vùng núi Tây Bắc có diện tích trồng tiêu thụ lúa nếp lớn nước (Bounphanousay, 2008) Ở Việt Nam, lúa nếp trồng chủ yếu miền núi nơi dân tộc Mường, Thái, H’mông sinh sống để phục vụ gia đình trao đổi hàng hóa mang tính chất vùng miền, nhỏ lẻ Các giống lúa nếp quan tâm phát triển trở thành sản phẩm hàng hóa mang lại giá trị cao cho người nông dân (Nguyễn Văn Luật cs., 2001) Ngồi mục tiêu phục vụ nhu cầu bó buộc không gian nhỏ, ngày nay, sản phẩm từ lúa gạo nếp phổ biến thị trường, đặc biệt sản phẩm nếp đặc sản nếp cẩm Nếp Cẩm hay nếp Than, chúng tạo nên từ nhiều giống lúa nếp khác trồng chủ yếu vùng núi Tây Bắc như: Hồ Bình, Sơn La, Điện Biên, Lai Châu, rải rác vùng khác như: Thanh Hóa, Phú Thọ, Ninh Bình vùng Đồng sơng Cửu Long với tỉnh Long An Cần Thơ Nguồn gen nếp cẩm tỉnh miền núi phía Bắc nước ta có mức đa dạng cao nước bị xói mòn nghiêm trọng nên cần khai thác, phát triển bảo tồn nguồn gen quý phục vụ phát triển nông nghiệp đất nước (Trần Thị Lương cs., 2013) Theo Zhang et al (2012), để giống lúa nếp đạt suất chất lượng cao cần quản lý hài hòa cân đối dinh dưỡng N, P, K loại đất, mùa vụ mực nước Vilayvong et al (2015) cho để cung cấp dinh dưỡng hợp lý cho giống lúa nếp cần xây dựng mơ hình quản lý dinh dưỡng dựa vào thời gian sinh trưởng, kích thước rễ, thời vụ gieo cấy, mật độ cấy Điện Biên tỉnh miền núi vùng Tây Bắc có diện tích lúa 49.445,1 ha, diện tích lúa nước 12.940,4 (chiếm 26,2%) Các huyện có diện tích lúa lớn Điện Biên, Tuần Giáo, Điện Biên Đông, Nậm Pồ, Mường Nhé Năng suất lúa tỉnh Điện Biên đạt 3,54 tấn/ha thấp nhiều so với trung bình nước (5,73 tấn/ha) thấp trung bình tỉnh vùng Tây Bắc (4,36 tấn/ha) (Tổng cục Thống kê, 2016) Nguyên nhân dẫn đến suất thấp do: 1- Diện tích lúa nương, lúa nếp lớn cấu giống nghèo nàn; 2- Bộ giống lúa suất cao, chất lượng tốt đặc biệt lúa nếp đặc sản hạn chế; 3- Canh tác lúa nước gieo với mật độ dày, bón phân ít; canh tác lúa nương theo hình thức chọc lỗ bỏ hạt Để góp phần vào việc mở rộng, phát triển giống nếp cẩm làm phong phú thêm sản phẩm từ giống nếp tỉnh Điện Biên, việc tuyển chọn giống nếp cẩm có nhiều đặc điểm tốt, có thời gian sinh trưởng ngắn, gieo cấy hai vụ năm, suất khá, phổ thích nghi rộng xây dựng biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp cần thiết 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Đánh giá nguồn gen lúa nếp địa phương nhằm tuyển chọn khai thác giống lúa nếp ngắn ngày, suất cao chất lượng tốt phục vụ sản xuất lúa tỉnh Điện Biên - Xác định ảnh hưởng số biện pháp kỹ thuật đến suất, chất lượng giống lúa nếp địa phương tuyển chọn, từ xây dựng qui trình canh tác phù hợp 1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu Sử dụng mẫu giống lúa nếp thu thập vùng Tây Bắc, Việt Nam bao gồm 20 mẫu giống lưu Trung tâm Tài nguyên Thực vật, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 10 mẫu giống lưu Viện Nghiên cứu Phát triển trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam 12 mẫu giống tác giả thu thập tỉnh Tây Bắc 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu - Đề tài tập trung đánh giá đặc điểm nông sinh học, xác định đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp địa phương, tuyển chọn giống lúa nếp địa phương cảm ôn, ngắn ngày, suất cao, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh Đồng thời nghiên cứu ảnh hưởng số kỹ thuật canh tác xây dựng mơ hình trình diễn kỹ thuật thâm canh cho giống lúa nếp địa phương tuyển chọn tỉnh Điện Biên - Thí nghiệm đánh giá đa dạng di truyền mẫu giống lúa nếp địa phương triển khai Viện Nghiên cứu Phát triển trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam tỉnh Điện Biên - Các thí nghiệm đánh giá đặc điểm nông sinh học, tuyển chọn giống, nghiên cứu ảnh hưởng số kỹ thuật canh tác xây dựng mơ hình trình diễn triển khai số huyện tỉnh Điện Biên - Thời gian triển khai thí nghiệm từ năm 2012 đến năm 2016 1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Đánh giá đa dạng di truyền 42 mẫu giống lúa nếp địa phương thơng qua kiểu hình thị phân tử SSR Kết đánh giá giúp cho nhà tạo giống định hướng khai thác, phát triển lai tạo giống lúa nếp phù hợp với điều kiện Việt Nam - Tuyển chọn giống lúa nếp cẩm ĐH6 có TGST trung bình, 132-138 ngày vụ Xuân, 115-117 ngày vụ Mùa, cao trung bình, thân cứng, hẹp, đòng lòng mo, bơng dài, nhiễm nhẹ sâu bệnh, suất cao đạt 6,84 tấn/ha vụ Xuân, 5,84 tấn/ha vụ Mùa, tỷ lệ gạo xát đạt 62,7%, hàm lượng amylose 3,79%, nhiệt độ hóa hồ cao, cơm mềm, đặc biệt hạt gạo lật có màu tím, phù hợp với điều kiện canh tác tỉnh Điện Biên - Xác định ảnh hưởng phân hữu vi sinh sông Gianh đến hàm lượng amylose, protein anthocyanin giống ĐH6 Khi tăng lượng phân hữu vi sinh làm giảm hàm lượng amylose làm tăng hàm lượng protein hàm lượng anthocyanin Liều lượng phân bón 900 kg phân vi sinh sông Gianh + 60 kg N + 45 kg P2O5 + 45 kg K2O/ha phù hợp cho giống ĐH6 sinh trưởng phát triển tốt, đạt suất cao có chất lượng gạo tốt 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ÐỀ TÀI 1.5.1 Ý nghĩa khoa học đề tài - Thông tin đa dạng di truyền mẫu giống lúa nếp địa phương vùng Tây Bắc giúp cho nhà chọn giống lúa định hướng sử dụng nguồn vật liệu để lai tạo, chọn lọc giống lúa nếp đặc sản - Kết nghiên cứu ảnh hưởng số biện pháp kỹ thuật canh tác giống lúa nếp cẩm ĐH6 góp phần làm sáng tỏ sở khoa học vai trò thời vụ, mật độ gieo cấy liều lượng phân bón suất chất lượng giống lúa nếp cẩm địa phương 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài - Tuyển chọn giống lúa nếp cẩm ĐH6, đồng thời xác định thời vụ, mật độ gieo lượng phân bón thích hợp để giống lúa nếp đạt suất cao chân đất canh tác vụ lúa, chủ động nước tưới tỉnh Điện Biên tỉnh vùng núi Tây Bắc có điều kiện thời tiết, đất đai, nước tưới tương tự - Kết xây dựng mơ hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 số địa phương góp phần nâng cao hiệu sản xuất, tiến tới xây dựng vùng nguyên liệu cho sản xuất lúa hàng hóa tỉnh Điện Biên PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 ĐA DẠNG DI TRUYỀN Ở CÂY LÚA 2.1.1 Đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp Lúa nếp dạng lúa trồng có vai trò quan trọng Châu Á, đột biến gen waxy dẫn đến thay đổi tinh bột nội nhũ Olsen et al (2006) nghiên cứu locus waxy để xác định nguồn gốc tiến hóa kiểu hình Nghiên cứu thực 105 giống địa nội nhũ nếp lúa thường thu thập qua vùng khác Châu Á nhận thấy lúa nếp có nguồn gốc Đông Nam châu Á Lúa nếp tiến hóa hóa từ lồi phụ japonica, theo Yamanaka et al (2004) giống lúa thường mang alen khác locus waxy, xác định Wxa Wxb mã hóa mức độ khác tinh bột mạch nhánh điều khiển tổng hợp hàm lượng amylose nội nhũ Alen Wxa ưu giống lúa thường indica, alen Wxb phổ biến lúa thường japonica Theo Kristamtini et al (2012), thông qua đánh giá kiểu hình 11 giống lúa đen giống lúa trắng cho khoảng phân loại 1, nhóm, với nhóm I báo gồm giống lúa đen từ Sragen (T) từ Bantul (O); nhóm II bao gồm giống lúa đen từ Banjarnegara (Y), từ Wonosobo (W), giống lúa đen không râu từ Magelang (S) có râu từ Magelang (R); nhóm III gồm Pari Ireng (D), lúa đen từ NTT (E), Cempo Ireng (C) Jlitheng (B); nhóm IV bao gồm giống lúa trắng từ Inpari (I) Situbagendit (G); nhóm V gồm giống lúa đen từ Melik (A) Luangmanee et al (2016), chọn tạo giống lúa nếp đen kháng bệnh đạo ơn cần có nguồn gen kháng bệnh phong phú Kết đánh giá 25 mẫu giống lúa nếp đen chọn mẫu giống HY 71, Niawdam Gs.no.21629, Khaokam Gs.no.88084, KKU-GL-BL-05-003, KKU-GL-BL-05-004, KKU-GL-BL-06-010 KKU-GL-BL06-023 kháng cao với bệnh đạo ôn 2.1.2 Đa dạng di truyền lúa đặc sản Theo Trần Thị Lương cs (2013), phân tích quan hệ di truyền 60 giống lúa đặc sản, chất lượng Việt Nam với 40 thị SSR Tổng cộng có 180 alen phát 33 thị cho đa hình với trung bình 5,45 alen/locus Trong số 33 locus đa hình, tìm thấy 61 alen 14 alen đặc trưng 11 locus Kết cho thấy, alen đặc trưng nhận dạng đặc điểm phân tử, ADN 12 giống lúa nghiên cứu Hệ số đa hình di truyền (PIC) dao động từ 0,06 đến 0,83 với giá trị trung bình 0,6 Hệ số tương đồng di truyền 60 giống lúa nghiên cứu dao động từ 0,056 đến 0,77 Theo Trần Danh Sửu cs (2010), số 50 thị SSR sử dụng để nghiên cứu đa dạng di truyền 45 giống lúa nếp tỉnh miền Bắc Việt Nam, 45 thị cho băng ADN đa hình 46 locut Trong đó, 18 locut SSR cho nhận dạng đặc trưng với 28 alen 16 giống số 45 giống lúa nếp nghiên cứu Hệ số tương đồng di truyền giống lúa nếp dao động từ 0,10 đến 0,98 Thấp (0,10) giống nếp Bà lão (6195) giống nếp Hạt chanh (7055) cao (0,98) giống nếp Sấp (6236) nếp Quắn (7060) 2.1.3 Nguồn gen di truyền lúa nếp Việt Nam Đến nay, ngân hàng gen Quốc gia Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam bảo quản 1200 mẫu giống lúa nếp địa thu thập tồn quốc, số có khoảng 200 mẫu thu thập trước năm 1990 chủ yếu lúa ruộng đồng bằng, khoảng 1000 mẫu giống thu thập sau năm 1990 chủ yếu lúa nương khu vực miền núi (Trần Danh Sửu, 2008) Ở đồng Bắc bộ, lúa nếp dạng japonica nhiều dạng indica khu vực phía Bắc tập đồn lúa nếp đa dạng khu vực phía Nam Lúa nếp có đặc điểm dẻo, thơm như: nếp Cái hoa vàng, nếp Hạt to, nếp Cái,… Lê Quý Đôn ghi chép kỷ 18 Ở khu vực nương rẫy, tài nguyên lúa nếp phong phú đa dạng (Nguyễn Thị Quỳnh, 2004) Ở khu vực miền Nam Việt Nam, lúa nếp đa dạng di truyền lúa nếp thơm miền Bắc cơm dính Các mẫu giống lúa nếp vùng thu thập lưu giữ Ngân hàng gen trồng Quốc gia Từ ngân hàng gen đơn vị quan sử dụng làm nguồn vật liệu khởi đầu công tác lai tạo hay phục tráng lại giống có đặc điểm, tính trạng q (Lã Tuấn Nghĩa Lê Thị Thu Trang, 2012) 2.2 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA NẾP Ở VIỆT NAM Phương pháp chọn lọc dòng chủ yếu từ tập đoàn giống lúa địa phương như: nếp Lý, nếp Xoắn, nếp Bắc, nếp Thái Bình, nếp Khẩu lếch,… Kết có nhiều giống triển vọng địa phương chấp nhận mở rộng sản xuất Đây phương pháp sử dụng phổ biến Việt Nam có giá trị cơng tác phục tráng giống lúa cổ truyền (Cục Trồng trọt, 2015) Phương pháp lai sử dụng nguồn gen lúa địa phương hầu hết tổ hợp lai lúa nếp cải tiến chọn tạo giống lúa nếp có triển vọng nếp 415, nếp 97, nếp ĐS101, OM 208, N99, N44,… Phương pháp xử lý đột biến phóng xạ giống nếp địa phương, nếp cải tiến, kết hợp với phương pháp lai tạo tạo giống nếp: PD 2, DT21, DT22, nếp TK106,… khai thác biến dị soma từ giống lúa nếp địa phương miền Nam, nếp Thái Lan (Cục Trồng trọt, 2009) Nguyễn Đức Thành cs (2009), thu thập 17 mẫu lúa nếp Tú Lệ mẫu nếp đặc sản khác (nếp Cái Hoa vàng, nếp Hương, nếp Cái, nếp Hoa vàng, nếp Cái nương, nếp Nương thơm, nếp Đập nếp Cẩm) Theo Lê Hữu Hải (2013), kết thực đề tài “Chọn lọc làm giống lúa Than đặc sản” chọn lọc giống 01 dòng lúa Than trội, tỷ lệ đỗ ngã thấp đưa vào sản xuất đặt tên lúa cẩm Cai Lậy Theo Nguyễn Minh Công cs (2016), sử dụng chiếu xạ tia gamma (Co60) với liều lượng 100 150 Gy vào hạt lúa nếp TK90 chọn giống nếp Phú Quý Nguyễn Văn Tiếp cs (2016), xử lý tia Gamma (Co60) lên hạt nảy mầm thời điểm 69-72 (kể từ ngâm hạt) giống lúa nếp Cái Hoa vàng: HV1, HV3, HV7 HV13 Nguyễn Thị Lân Nguyễn Thế Hùng (2017) phục tráng thành công giống lúa nếp đặc sản Khẩu Pái Khẩu Lường Ván Tuyên Quang năm từ 2014-2016 2.3 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ KỸ THUẬT CANH TÁC LÚA 2.3.1 Những nghiên cứu kỹ thuật canh tác lúa giới 2.3.1.1 Những nghiên cứu phân bón a Quản lý dinh dưỡng lúa Để nâng cao hiệu phân bón, nhiều nước giới áp dụng phương pháp quản lý dinh dưỡng khác như: Quản lý dinh dưỡng tổng hợp, hệ thống dinh dưỡng trồng tổng hợp (Integrated Plant Nutrient System-IPNS), hệ thống quản lý dinh dưỡng trồng tổng hợp (Integrated Plant Nutrient Management IPNM), bón phân cân đối (Balanced Fertilization for Better Crop-BALCROP) gần bón phân theo vùng chuyên biệt (Site-Specific Nutrient Management SSNM) (Nguyễn Văn Bộ, 2014) Phương pháp xác định lượng phân cần bón cho lúa Hach and Tan (2007) theo SSNM gồm bước: (1) Xác định suất mục tiêu, suất mục tiêu cao so với suất thực tế đạt thường cao 0,5 tấn/ha, không cao 15% (2) Xác định nhu cầu dinh dưỡng cung cấp từ đất Để tạo lúa phải hấp thu 15kg N + 6kg P2O5 + 18kg K2O Dựa vào thơng số ta tính lượng N, P2O5 K2O mà đất cung cấp (3) Xác định nhu cầu dinh dưỡng để đạt suất mục tiêu b Nghiên cứu đạm cho lúa Nitơ yếu tố tham gia vào nhiều thành phần cấu tạo nên tế bào thực vật amino axit, nucleotit diệp lục, protein, vài hormon sinh trưởng giúp cho trình hình thành tế bào mới, đó, q trình sinh trưởng đòi hỏi phải cung cấp nitơ thường xuyên (Sinclair et al., 2012) Theo Weon (2012) nghiên cứu ảnh hưởng mức đạm khác sinh trưởng, suất yếu tố cấu thành suất giống lúa nếp Goami2, cho thấy mức 70 kg N/ha thích hợp cho giống đạt suất tỷ lệ gạo xát cao Kawasaki et al (2011) thông báo kết nghiên cứu ảnh hưởng đạm đến suất giống lúa nếp RD6 tỉnh Khon Kaen, Thái Lan cho thấy với lượng 75 kg N/ha cho suất cao mùa khô mùa mưa Boualaphanh et al (2011) nghiên cứu ảnh hưởng phân đạm đến suất giống lúa nếp Thasano1 (TSN1) and Thadokkham1 (TDK1) giống lúa địa phương Hom Nang Nouane (HNN) Kai Noy Leuang (KNL) cho thấy tăng lượng đạm suất giống TDK1 TSN1 tăng không tăng giống HNN KNL c Nghiên cứu lân cho lúa Theo Sarker (2002), nghiên cứu ảnh hưởng lâu dài lân lúa cho thấy: “Hiệu suất lân hạt giai đoạn đầu cao giai đoạn cuối lượng lân hút giai đoạn đầu chủ yếu phân phối quan sinh trưởng Do đó, phải bón lót để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho lúa” Zhang et al (2012), nghiên cứu ảnh hưởng lân phương thức cấy khác cho thấy mức lân tăng suất tăng giống lúa cạn nước tăng điều kiện cạn khơng có sai khác suất mức lân cao trung bình giống Ở điều kiện khơ hạn có tưới, mức lân thấp, hai giống lúa có tỷ lệ gạo nguyên cao hơn, chất lượng nấu nướng ăn tốt mức lân cao trung bình d Nghiên cứu kali cho lúa Kết nghiên cứu Sinclair (1989) cho thấy lúa hút kali vào thời kỳ đẻ nhánh có tác dụng làm tăng số bơng, số hạt, thời kỳ làm đòng làm tăng số hạt tăng trọng lượng nghìn hạt Vì vậy, thiếu kali giai đoạn làm suất giảm mạnh Thí nghiệm Kobayashi (1995) bón đủ kali, giai đoạn từ bắt đầu đẻ nhánh đến phân hố đòng có tốc độ hút kali cao sau giảm Bón kali lúa phân hố đòng làm tăng số hạt bơng e Nghiên cứu phân hữu cho lúa Gangmei and George (2017) nghiên cứu ảnh hưởng phân hữu đến suất chất lượng giống lúa nếp cẩm Chakhao Amubi xác định cơng thức bón phân 10 phân hữu vi sinh FYM + 75 kg N + 40 kg P2O5 + 40 kg K2O/ha phù hợp cho giống đạt suất cao hàm lượng protein cao Chhogyel et al (2015), công thức bón 4,5 phân hữu vi sinh + 90 kg N + 30 kg P2O5 + 40 kg K2O/ha phù hợp cho giống lúa nếp Bangladeshi đạt suất cao tăng vi sinh vật có ích đất 2.3.1.2 Những nghiên cứu mật độ, khoảng cách Mật độ cấy biện pháp kỹ thật canh tác quan trọng, phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, dinh dưỡng, đặc điểm giống Khi nghiên cứu vấn đề này, Sasato (1996) kết luận: Trong điều kiện dễ canh tác, lúa mọc tốt nên cấy mật độ thưa, ngược lại phải cấy dày Giống lúa cho nhiều bơng cấy dày khơng có lợi giống to Vùng lạnh nên cấy dày so với vùng nóng ẩm, mạ dảnh to nên cấy thưa mạ dảnh nhỏ, lúa gieo muộn nên cấy dày so với lúa gieo sớm (Zhang et al., 2008) 2.3.2 Những nghiên cứu kỹ thuật canh tác lúa lúa nếp Việt Nam 2.3.2.1 Nghiên cứu phân bón a Nghiên cứu đạm cho lúa Việt Nam Đạm ảnh hưởng tới đặc tính vật lý sức đề kháng sâu bệnh hại lúa Thừa thiếu đạm làm lúa dễ bị nhiễm sâu bệnh hại sức đề kháng giảm Thiếu đạm làm cho lúa thấp, đẻ nhánh kém, đòng nhỏ, khả trỗ kém, số hạt/bơng ít, lép nhiều, suất thấp Thừa đạm làm cho to, dài, phiến mỏng, nhánh vô hiệu nhiều, lúa trỗ muộn, cao, lốp, đổ non ảnh hưởng xấu đến suất phẩm chất lúa Trong trình sinh trưởng, lúa có nhu cầu đạm tăng từ thời kỳ đẻ nhánh tới trỗ giảm sau trỗ Lượng đạm cần thiết để tạo thóc từ 17-25 kg N, trung bình 22,2 kg N (Nguyễn Như Hà, 2006) Theo Nguyễn Văn Bộ cs (2003) kết luận rằng: Hiệu suất sử dụng đạm phụ thuộc vào giống lúa, thường giống lúa lai có hiệu suất sử dụng đạm cao hơn, đạt từ 10-14 kg thóc/kg N bón, lúa đạt 7-8 kg thóc/kg N Trên đất phù sa sơng Hồng, bón đạm làm suất lúa lai tăng 22,3-40,1% b Nghiên cứu lân cho lúa Việt Nam Lân có tác dụng kích thích rễ mạnh, thúc đẩy q trình trổ chín sớm, tăng cường đẻ nhánh giúp phục hồi nhanh sau gặp điều kiện bất thuận Thiếu lân làm lúa thấp, khả đẻ nhánh kém, hẹp, ngắn, thẳng, có màu xanh đậm (Yoshida, 1985) Hiệu suất lân hạt giai đoạn đầu cao giai đoạn cuối lân cần thiết cho đẻ nhánh nhu cầu lân tổng số đạm Vì thế, sản xuất cần bón lân sớm, bón lót để lúa hút đủ lân tạo điều kiện thuận lợi cho bước phát triển Theo Nguyễn Văn Bộ cs., (2003), non mẫn cảm với việc thiếu lân Thiếu lân thời kỳ non cho hiệu xấu, sau dù có bón nhiều lân trỗ khơng khơng Do vậy, cần bón đủ lân từ giai đoạn đầu bón lót phân lân có hiệu Ở thời kỳ, lúa hút lân với lượng khác nhau, có hai thời kỳ hút mạnh thời kỳ đẻ nhánh thời kỳ làm đòng Tuy nhiên, xét mức độ lúa hút lân mạnh vào thời kỳ đẻ nhánh c Nghiên cứu kali cho lúa Việt Nam Trong giai đoạn sinh trưởng, phát triển yêu cầu kali khác lúa cần kali vào thời kỳ làm hạt để tăng khả vận chuyển dinh dưỡng vào hạt Vì bón kali kéo dài đến lúc trỗ bơng, lúc giai đoạn hình thành sản lượng điều cần thiết (Yosihida, 1985) Nguyễn Như Hà (2006) cho kali có ảnh hưởng rõ đến phân chia tế bào phát triển rễ lúa điều kiện ngập nước nên có ảnh hưởng rõ đến sinh trưởng phát triển lúa Kali có ảnh hưởng lớn đến trình quang hợp, tổng hợp chất gluxit, ngồi tham gia vào q trình tổng hợp protein lúa, điều kiện ánh sáng yếu Ngồi ảnh hưởng tới yếu tố cấu thành suất số hạt, tỷ lệ hạt chắc, trọng lượng 1000 hạt d Nghiên cứu phân hữu cho lúa Việt Nam Dương Thị Hồng Mai (2015), lượng phân bón thích hợp cho giống lúa nếp Ốc đất lúa nhiễm mặn Nam Định bón phân chuồng + 90 kg N + 60 kg P2O5 + 60 kg K2O/ha cấy với mật độ 30 khóm/m2 Theo Lê Văn Huy cs (2017) nghiên cứu ảnh hưởng mật độ cấy liều lượng phân bón đến giống lúa nếp N612 vùng đồng sông Hồng cho thấy công thức bón phân hữu vi sinh + 80 kg N + 80 kg P2O5 + 80 kg K2O kết hợp với mật độ cấy 50 khóm/m2 phù hợp cho giống lúa nếp N612 đạt suất cao vụ Xuân Mùa Theo Nguyễn Thị Lân (2017), để nâng cao suất hiệu kinh tế, giống lúa Pái Lường ván cho thấy mức bón phân chuồng + 70 kg N + 50 kg P2O5 + 50 kg K2O/ha cho suất thực thu cao Theo Trần Thị Thảo cs (2013), bón phân hữu vi sinh cho lúa nếp Hoa Trắng có tác dụng tốt tới sinh trưởng, phát triển lúa làm tăng suất lúa Cơng thức bón 50 kg N + 50 kg P2O5 + 60 kg K2O + 500 kg phân hữu sông Gianh đạt hiệu kinh tế cao 2.3.2.2 Một số nghiên cứu mật độ gieo, cấy lúa Việt Nam Theo Nguyễn Thành Tâm (2014), nghiên cứu phương pháp mật độ sạ giống lúa nếp OM85 đưa kết luận: phương pháp sạ hàng khoảng cách hàng 11 cm mật độ 100 kg/ha cho suất lợi nhuận cao Mật độ cấy thích hợp cho giống lúa nếp N98 cụ thể: tỉnh miền Bắc, mật độ: 45-50 khóm/m2, khóm 2-3 dảnh Tại tỉnh miền Trung, vụ Xuân gieo thẳng với lượng 60-80 kg giống/ha, Hè Thu với lượng 60-80 kg giống/ha (Lê Vĩnh Thảo cs., 2005) 2.3.2.3 Nghiên cứu thời vụ gieo, cấy lúa tỉnh phía Bắc Việt Nam Ở vụ Xuân thường gieo xung quanh tiết Lập Xuân (05-10/2 hàng năm) lúa thường cho suất cao, ổn định Nếu thời tiết ấm nên gieo trước Lập Xuân Trong vụ mùa thời vụ gieo thẳng rộng rãi vụ Xuân Có thể gieo từ thượng tuần tháng đến thượng tuần tháng 7, trường hợp có vụ Đơng cực sớm nên gieo vào hạ tuần tháng 5, suất lúa cao gieo tháng (Nguyễn Văn Hoan, 2003) Theo Lê Vĩnh Thảo cs (2005), thời vụ gieo cấy thích hợp cho giống lúa nếp N98 cụ thể: tỉnh miền Bắc, vụ Xuân, gieo mạ dược trà Xuân muộn từ 20/1 đến 5/2 Cấy sau lập Xuân, mạ dược cần cấy kết thúc sớm tránh mạ già, mạ sân cấy tuổi mạ 12-15 ngày Vụ Mùa, bố trí trà mùa sớm gieo từ 6/6 đến 25/6, tuổi mạ dược 16-18 ngày Những kết luận rút từ tổng quan: Lúa nếp có giá trị kinh tế văn hóa Việt Nam số nước thuộc khu vực châu Á Các giống lúa nếp có hàm lượng protein cao giống lúa tẻ Gạo nếp dùng chế biến loại sản phẩm mang tính chất lễ vật bánh chưng, bánh dầy, bánh tét, bánh rán, bánh khảo, loại xôi, cốm rượu Vì vậy, giống lúa nếp quan tâm phát triển trở thành sản phẩm hàng hóa mang lại giá trị cao cho người nơng dân Đặc biệt giống lúa nếp cẩm, chiếm tỷ lệ lớn khơng lớn diện tích sản xuất loại sản phẩm đặc sản để chế biến thực phẩm chức năng, đồ uống mỹ phẩm Lúa cẩm có chứa nhiều anthocyanin có tác dụng làm giảm cholesterol thể người Nguồn gen di truyền lúa nếp Việt Nam giới đa dạng phong phú Nghiên cứu đa dạng nguồn gen di truyền lúa, có lúa nếp nhiều nhà khoa học nước quan tâm nghiên cứu Các nghiên cứu nguồn gen lúa nếp có ý nghĩa quan trọng cho việc bảo tồn, khai thác gen QTL hữu ích chương trình chọn tạo giống lúa, đặc biệt tạo giống lúa suất, chất lượng có khả chống chịu Loại phân bón liều lượng phân bón có vai trò định đến sinh trưởng, suất chất lượng lúa nói chung lúa nếp nói riêng Việc sử dụng phân bón hợp lý sở nhu cầu dinh dưỡng lúa cần thiết Thời vụ mật độ gieo trồng biện pháp kỹ thuật canh tác lúa coi trọng, xác định thời vụ mật độ gieo trồng hợp lý sở điều kiện giống, khí hậu, đất đai, dinh dưỡng trình độ thâm canh để tạo môi trường thuận lợi cho Năng suất trung bình thấp suất lúa nương thấp, đạt 1,41-1,46 tấn/ha, suất lúa Xuân đạt 5,51-6,06 tấn/ha suất lúa Mùa đạt 4,94-5,08 tấn/ha Đồ thị 4.1 Năng suất lúa tỉnh Điện Biên 2013-2015 Cơ cấu diện tích giống lúa tỉnh Điện Biên khác mùa vụ, vụ Xuân, lúa lai chiếm tỷ lệ thấp từ 8,2-13,0% lúa nếp chiếm tỷ lệ cao từ 23,0-28,3% Trong vụ Mùa, lúa lai chiếm tỷ lệ thấp vụ Xuân, đạt từ 3,8-5,0% lúa nếp đạt từ 13,6-17,5% Đặc biệt, diện tích lúa nương lớn, chiếm gần 50% diện tích lúa năm tỉnh, lúa nếp chiếm 98,1-98,6% Đây nguyên nhân dẫn đến suất lúa tỉnh Điện Biên thấp Bảng 4.2 Cơ cấu diện tích gieo trồng lúa tỉnh Điện Biên (2013-2015) TT 1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 Cơ cấu giống lúa Lúa Xuân Lúa lai Lúa Lúa tẻ Lúa nếp Lúa Mùa Lúa lai Lúa Lúa tẻ Lúa nếp Lúa nương Lúa tẻ Lúa nếp Năm 2013 Diện Tỷ lệ tích (ha) (%) 8.263 100,0 678 8,2 7.585 91,8 5.248 63,5 2.337 28,3 16.598 100,0 780 4,7 15.818 95,3 13.557 81,7 2.261 13,6 24.138 100,0 460 1,9 23.678 98,1 Năm 2014 Diện Tỷ lệ tích (ha) (%) 8.476 100 1.100 13,0 7.376 87,0 5.430 64,1 1.946 23,0 16.928 100,0 840 5,0 16.088 95,0 13.638 80,6 2.450 14,5 23.997 100,0 345 1,4 23.652 98,6 Năm 2015 Diện Tỷ lệ tích (ha) (%) 8.839 100,0 920 10,4 7.919 89,6 5.600 63,4 2.319 26,2 17.161 100,0 650 3,8 16.511 96,2 13.500 78,7 3.011 17,5 23.445 100,0 430 1,8 23.015 98,2 Cơ cấu giống lúa nếp sản xuất lúa tỉnh Điện Biên phong phú Tuy nhiên, vụ Xuân Mùa, giống lúa nếp trồng với diện tích lớn giống nếp N97 (39,9-41,0%) sau đến nếp Thơm (22,4-24,9%) nếp cẩm (10,7-18,2%) Đối với vụ lúa nương, giống trồng chủ yếu nếp nương, chiếm 97,5% giống có suất trung bình (so với giống lúa nương), chất lượng cao, cơm ngon, dẻo 11 Bảng 4.3 Hiện trạng cấu sản xuất giống lúa nếp Điện Biên năm 2015 TT Giống lúa Nếp 97 Nếp 352 Nếp cẩm Nếp thơm Nếp nương Khác Tổng cộng Lúa Xuân Diện Tỷ lệ tích (ha) (%) 950 41,0 345 14,9 248 10,7 519 22,4 0,0 257 11,1 2.319 100,0 Lúa Mùa Diện Tỷ lệ tích (ha) (%) 1.200 39,9 310 10,3 548 18,2 750 24,9 0,0 203 6,7 3.011 100,0 Lúa nương Diện Tỷ lệ tích (ha) (%) 0 0 350 1,5 0 22.450 97,5 215 0,9 23.015 100,0 4.1.3 Hiện trạng canh tác lúa Do điều kiện địa hình ruộng bậc thang, cấp độ khác phụ thuộc chế độ tưới nên cấu mùa vụ tỉnh Điện Biên phong phú Nhiều diện tích không tưới, dựa vào nước trời nên gieo cấy vụ; vụ lại khơng có nước tưới, đất bỏ hóa làm nơi chăn thả gia súc Ở vùng đồi núi, lúa hàng năm thường gieo cấy vụ Xuân Xuân Hè có mưa đầu vụ Bốn cấu trình bày chi tiết bảng 4.4 Bảng 4.4 Cơ cấu mùa vụ tỉnh Điện Biên TT Cơ cấu Thời gian gieo, trồng thu hoạch 1 lúa – Lúa: gieo vào đầu mùa mưa (cuối tháng 5, đầu tháng 6), cấy vào cuối màu tháng đến đầu tháng 7, thu hoạch cuối tháng 10 đầu tháng 11 (sử dụng giống lúa lai, Bắc thơm, Khang dân 18) Cây màu vụ Đông Xuân (Đậu tương, ngô, khoai môn), trồng tháng 1-2, thu hoạch tháng 5-6 2 lúa - màu lúa - màu lúa – màu Lúa Xuân - lúa Mùa - vụ Đông: lúa Xuân gieo mạ cuối tháng đầu tháng 2, cấy đầu đến trung tuần tháng 2, thu hoạch cuối tháng 5, đầu tháng 6; Lúa Mùa: gieo cuối tháng 5, cấy tháng 6, thu hoạch cuối tháng đầu tháng 10 (lúa vụ Q5, Khang dân 18, lúa lai) Cây vụ Đông: Ngô gieo cuối tháng đầu tháng 10, thu hoạch tháng 12 tháng năm sau Lúa Xuân sớm - Đậu tương Hè - Lúa Mùa muộn: lúa Xuân sớm gieo mạ cuối tháng 12 đầu tháng 1, cấy đầu đến trung tuần tháng 1, thu hoạch trung tuần tháng 5; Cây đậu tương Hè gieo trung tuần tháng 5, thu hoạch trung tuần tháng Lúa Mùa muộn: gieo cuối tháng 7, cấy trung tuần tháng 8, thu hoạch tháng 11 (chủ yếu sử dụng giống lúa phản ứng quang chu kỳ) Đậu tương - Lúa - Ngơ đơng: Đậu tương gieo có mưa xuân từ ngày 15/2-15/3; Lúa Mùa sớm gieo cuối tháng 5, cấy tháng 6, thu hoạch tháng (lúa nước) lúa nương (gieo đầu tháng 5, thu hoạch đầu tháng 10); Ngô Đông gieo cuối tháng đầu tháng 10, thu hoạch tháng 12 tháng năm sau Trên đất bạc màu, có thành phần giới nhẹ, ruộng bậc thang thoát nước tốt nên áp dụng lúa Xuân sớm, màu vụ Hè (Đậu tương) đến lúa Mùa muộn rau vụ Đơng (bí, cà chua, dưa chuột…) 12 Tại tỉnh Điện Biên, vụ lúa Xuân Mùa, phương thức canh tác tương tự tỉnh vùng Tây Bắc vùng đồng sơng Hồng có cấy với mật độ 45-50 khóm/m2 gieo thẳng với lượng 100 kg/ha Tuy nhiên, phương thức canh tác lúa nương theo hình thức chọc lỗ bỏ hạt với mật độ 25-30 lỗ/m2 gieo 5-6 hạt/lỗ, lượng phân bón cho lúa nương thấp so với lúa nước, lúa nương nếp tẻ bón với lượng 80 kg N + 80 kg P2O5 + 60 kg K2O/ha Bảng 4.5 Mật độ cấy, gieo thẳng mức phân bón cho lúa tỉnh Điện Biên Mật độ cấy Mật độ sạ TT Mùa vụ Loại giống Lượng phân bón (kg/ha) (khóm/m2) (kg/ha) Lúa tẻ 45-50 100 120 N + 90 P2O5 + 90 K2O Xuân Lúa nếp 45-50 100 100 N + 90 P2O5 + 90 K2O Lúa tẻ 40-45 100 100 N + 90 P2O5 + 90 K2O Mùa Lúa nếp 45-50 100 90 N + 90 P2O5 + 90 K2O Lúa tẻ 25-30 120 80 N + 80 P2O5 + 60 K2O Nương* Lúa nếp 25-30 120 80 N + 80 P2O5 + 60 K2O Ghi chú: * Gieo thẳng hình thức chọc lỗ bỏ hạt, 5-6 hạt/lỗ Hiện trạng sản xuất lúa tỉnh Điện Biên là: Diện tích sản xuất lúa lớn vùng Tây Bắc suất thấp trồng nhiều lúa nương; cấu giống lúa suất cao, lúa đặc sản nghèo nàn; nhiều cấu mùa vụ đạt hiệu thấp; kỹ thuật canh tác lúa nhiều hạn chế…Căn vào trạng sản xuất lúa tỉnh, để nâng cao suất hiệu sản xuất lúa, theo chúng tơi nên cần có số giải pháp sau: 1- Chuyển đổi diện tích đất trồng lúa nhờ nước trời sang canh tác lúa chủ động tưới; 2- Tuyển chọn giống lúa có suất cao, chất lượng tốt, quan tâm giống lúa đặc sản để sản xuất hàng hóa, chế biến thực phẩm; 3- Hoàn thiện đưa gói kỹ thuật canh tác (thời vụ, mật độ, liều lượng phân bón, dạng phân bón…) loại giống lúa để nơng dân canh tác có hiệu 4.2 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN LÚA NẾP 4.2.1 Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp dựa kiểu hình Kết phân loại mẫu giống lúa nếp thu thập nhằm mục đích xác định mẫu giống gieo cấy vụ năm (cảm ôn) cho thấy từ 48 giống lúa thu thập có 42 mẫu giống lúa cảm ơn 06 mẫu giống lúa phản ứng với quang chu kỳ (cảm quang) Kết phân biệt nhóm lúa Nếp/Tẻ mẫu giống lúa dựa theo phản ứng bắt màu với dung dịch KI 1% cho thấy tất 42 mẫu giống lúa lúa nếp thuộc lồi phụ japonica 4.2.1.1 Một số đặc điểm nơng sinh học mẫu giống lúa nếp Kết phân nhóm cho thấy mẫu giống lúa nếp thu thập khơng có mẫu giống cực ngắn ngày, có 12 mẫu giống có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm ngắn ngày, chiếm tỷ lệ 28,6% Các giống trung ngày có 21 mẫu giống chiếm tỷ lệ 50%, giống dài ngày có giống chiếm tỷ lệ 21,4% Như vậy, thời gian sinh trưởng mẫu giống lúa nếp địa phương tương đối đa dạng, phần lớn thuộc nhóm trung ngày 13 Bảng 4.6 Phân nhóm mẫu giống lúa nếp theo thời gian sinh trưởng Phân loại tính trạng Số mẫu giống Tỷ lệ mẫu giống (%) Cực ngắn ngày (duới 90 ngày) 0 Ngắn ngày (91-115 ngày) 12 28,6 Trung ngày (116-130 ngày) 21 50,0 Dài ngày (trên 130 ngày) 21,4 Kết phân nhóm cho thấy có mẫu giống (N59, N64) chiếm tỷ lệ 4,8% thuộc loại bán lùn có chiều cao duới 100 cm, có 13 mẫu giống (chiếm 31,0%) thuộc loại trung bình có chiều cao từ 100-120 cm, có 27 mẫu giống (chiếm 64,2%) thuộc loại cao có chiều cao 120 cm, khả chống đổ giống yếu Kết đánh giá số nhánh hữu hiệu/khóm mẫu giống cho thấy có 25 mẫu giống (chiếm 59,5%) thuộc mức bơng, có 17 mẫu giống (chiếm 40,5%) thuộc mức trung bình, khơng có mẫu giống thuộc mức nhiều bơng Bảng 4.7 Phân nhóm chiều cao số nhánh hữu hiệu mẫu giống lúa nếp vụ Xuân 2013 Điện Biên TT Phân loại tính trạng Số mẫu giống Tỷ lệ mẫu giống (%) I Chiều cao 120 cm (cao) 27 64,2 II Số nhánh hữu hiệu/khóm < nhánh (ít) 25 59,5 5-8 nhánh (trung bình) 17 40,5 > nhánh (nhiều) 0 Mẫu giống có khối lượng 1000 hạt cao mẫu (chiếm 21,4%), có 21 mẫu có khối lượng 1000 hạt đạt mức cao (chiếm 50%), có mẫu giống có khối lượng 1.000 hạt trung bình (chiếm 21,4%) mẫu giống có khối lượng 1.000 hạt thấp (chiếm 7,2%), khơng có mẫu giống có khối lượng 1000 hạt thấp (< 20 gam) TT Bảng 4.8 Phân nhóm mẫu giống lúa nếp theo khối lượng 1000 hạt vụ Xuân 2013 Điện Biên TT Tính trạng/ Phân loại Số mẫu giống Tỷ lệ mẫu giống (%) Rất thấp (35 gam) 21,4 Kết phân loại đặc trưng kích thước khối lượng hạt theo IRRI (2002) cho thấy chiều dài hạt gạo: có 18 mẫu giống lúa hạt dài (7,50 mm), chiếm 42,8%, có 23 mẫu giống (chiếm 54,8%) thuộc dạng hạt dài, có mẫu giống (chiếm 2,4%) thuộc dạng hạt trung bình khơng có mẫu giống thuộc dạng hạt ngắn ngắn 14 Bảng 4.9 Phân nhóm số tính trạng hình dạng hạt mẫu giống lúa nếp vụ Xuân 2013 Điện Biên TT I II III Tính trạng/ Phân loại Chiều dài hạt gạo (mm) Rất ngắn (7,5 mm) Chiều rộng hạt gạo (mm) Hẹp (3,0 mm) Hình dạng hạt gạo (D/R) Tròn (