Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam

5. Ý nghĩa của đề tài

1.4. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam

1.4.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới

Theo số liệu của FAO năm 2006 có 114 nƣớc trên thế giới trồng lúa và phân bố ở tất cả các châu lục trên thế giới. Trong đó, châu Phi có 41 nƣớc trồng lúa, châu Á là 30 nƣớc, bắc Trung Mỹ là 14 nƣớc, Nam Mỹ là 13 nƣớc, châu Âu là 11 nƣớc, châu Đại Dƣơng là 5 nƣớc. Với diện tích trồng có biến động và đạt 152 triệu ha. Năng suất bình quân xấp xỉ 4,0 tấn/ha.

Mặc dù bị ảnh hƣởng hiện tƣợng Nina ở nhiều nơi châu Á nhƣ Campuchia, Lào, Myanmar, Thái Lan và bão ở Philippines từ tháng 8 năm 2010 nhƣng sản lƣợng lúa toàn cầu đã vƣợt lên mức kỷ lục nhờ vụ mùa phát triển trong điều kiện khí hậu thuận hòa sau đó. Cơ quan FAO ở Rome đã đánh giá năm 2011, sản lƣợng lúa đạt đến 721 triệu tấn hay 481 triệu tấn gạo, tăng 3% hay 24 triệu tấn so với 2010.

Phần lớn sự gia tăng này do sản xuất thuận lợi tại Ấn Độ, Ai Cập, Bangladesh, Trung Quốc và Việt Nam vƣợt trội hơn số lƣợng thất thu từ Indonesia, Madagascar, Pakistan, Philippines và Thái Lan. Sự gia tăng còn do

diện tích trồng lúa thế giới tăng lên 164,6 triệu ha hay tăng 2,2% và năng suất bình quân cũng tăng nhẹ lên mƣ́c 4,38 tấn/ha tức tăng 0,8% so với năm 2010.

Châu Á sản xuất 651 triệu tấn lúa (435 triệu tấn gạo) hay tăng 2,9% so với 2010 dù có nhiều trận bão lớn xảy ra ở Philippines và lũ lụt nặng nề kéo dài ở Campuchia, Lào, Myanmar và Thái Lan. Sự gia tăng lớn này chủ lực do Ấn Độ và Trung Quốc, với sƣ̣ tham gia ở m ức độ thấp hơn từ Bangladesh, Hàn Quốc, Nhật Bản, Pakistan và Việt Nam. Riêng Việt Nam, sản xuất lúa đạt gần 42 triệu tấn lúa năm 2011, do diện tích trồng lúa thêm 200.000 ha đƣa tổng số lên 7,7 triệu ha, năng suất đạt đến 5,5 tấn/ha. Năm 2011, Việt Nam xuất khẩu 7,35 triệu tấn gạo mang về khoảng 3,5 tỉ USD. Ấn Độ thu hoạch 154,5 triệu tấn lúa hay tăng 11 triệu tấn so với năm 2010 nhờ mùa mƣa thuận lợi, ngoại trừ vài tỉnh ở Tây Nam có hạn hán. Trung Quốc sản xuất đến 203 triệu tấn lúa hay tăng 3%, đạt đƣợc mục tiêu tự túc trong suốt thập niên qua. Thái Lan bị ngập lụt nặng ở cánh đồng trung tâm làm thiệt hại 1,6 triệu ha tƣơng đƣơng 4 triệu tấn lúa, sản xuất năm 2011 khoảng 32,2 triệu tấn lúa , thấp hơn 7% so với năm 2010 (34,5 triệu tấn).

Châu Phi sản xuất lúa khoảng 26 triệu tấn lúa (17 triệu tấn gạo), cao hơn 3% năm 2010 mặc dù mƣa bất thƣờng, do đƣợc mùa ở Ai Cập. Ba nƣớc sản xuất lúa gạo nhiều nhất ở châu Phi là Ai Cập, Nigeria và Madagascar, chiếm đến 55% tổng sản lƣợng lúa. Sản xuất lúa ở Ai Cập tăng từ 5,2 triệu tấn trong 2010 lên 5,8 triệu tấn trong 2011 và Nigeria từ 4,2 lên 4,3 triệu tấn..

Nam Mỹ và Caribbean phục hồi sản xuất lúa đạt đến 29,6 triệu tấn lúa hay 19,8 triệu tấn gạo so với sút giảm 12% so với năm trƣớc đó . Bazil là nƣớc sản xuất lúa gạo lớn nhất của châu Mỹ (chủ yếu lúa rẫy) đạt đến 13,6 triệu tấn so với 11,7 triệu tấn 2010 nhờ khí hậu tốt. Sản xuất lúa của nƣớc này chiếm đến 45% tổng sản lƣợng toàn vùng.

Mỹ sản xuất lúa gần 8,5 triệu tấn, giảm 21% so với 2010 (11 triệu tấn) do khí hậu không thuận lợi và diện tích trồng thu hẹp.

1.4.2. Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam

Nghề trồng lúa ở Việt Nam có lịch sử lâu đời nhất so với nghề trồng lúa ở các nƣớc châu Á. Theo các tài liệu khảo cổ ở Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam... cây lúa đã có mặt 3000 - 2000 năm trƣớc công nguyên. Tổ tiên của chúng ta đã thuần hóa cây lúa dại thành cây lúa trồng và đã phát triển nghề trồng lúa đạt đƣợc những tiến bộ nhƣ ngày nay.

Từ năm 1979 - 1985, sản lƣợng lúa cả nƣớc tăng từ 11,8 lên 15,9 triệu tấn, nguyên nhân là do ứng dụng giống mới, tăng diện tích và năng suất.

Từ khi thực hiện đổi mới (1986) đến nay, Việt Nam đã có những tiến bộ vƣợt bậc trong sản xuất lúa, đƣa nƣớc ta từ chỗ thiếu ăn triền miên đã không những đảm bảo đủ nhu cầu lƣơng thực trong nƣớc mà còn xuất khẩu từ 3 - 4 triệu tấn/năm, trong những năm gần đây đứng hàng thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo nhiều nhất.

Phần lớn đất lúa đƣợc trồng hai vụ trong năm với tổng diện tích gieo trồng hàng năm khoảng 7,4 triệu ha. Thu nhập từ trồng lúa là nguồn kinh tế chính của 10 triệu hộ nông dân chiếm 70% tổng số hộ làm nông nghiệp. Diện tích đất lúa trên đầu ngƣời ở Việt nam rất thấp, chỉ khoảng 465 m2/ngƣời. Mặc dù đất lúa ngày càng giảm nhƣng sản lƣợng lúa vẫn tăng đều trong thập niên vừa qua. Sản lƣợng năm 2000 là 32,5 triệu tấn, đã tăng lên 35,8 triệu tấn năm 2005, đến 38,9 triệu tấn năm 2009, 39,9 triệu tấn năm 2010.

(http://nongnghiep.vn/nongnghiepvn/72/2/2/88582/Lua-gao-the-gioi-2011- 2012.aspx)[21]

CHƢƠNG 2

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên liệu

Nguyên liệu sử dụng cho nghiên cứu này là 3 giống lúa Nhật Bản (ký hiệu là NIP1, NH2 và NH3 do Trại thực nghiệm, Viện Công nghệ sinh học, Viện khoa học Công nghệ Việt Nam cung cấp.

Dụng cụ và hóa chất:

Các điều kiện máy móc và hóa chất đƣợc Trại Thực nghiệm sinh học - Viện Công nghệ sinh học cung cấp.

Dụng cụ nghiên cứu là các dụng cụ nhƣ panh, dao, kéo, box cấy vô trùng, đèn UV, cân kĩ thuật, cân phân tích, tủ sấy, hệ thống giàn đèn, nồi hấp tiệt trùng, máy đo pH, máy khuấy từ…

Hóa chất: Môi trƣờng cơ bản MS sử dụng trong nghiên cứu gồm các muối đa lƣợng, muối vi lƣợng, các chất hữu cơ và vitamin theo Murashige và Skoog (1962), đƣờng saccharose, agar, các chất kích thích sinh trƣởng nhƣ BAP, IAA, NAA, Kinetin, IBA…

Điều kiện nuôi cấy: nhiệt độ phòng 25 - 27°C, chế độ chiếu sáng 12/24h, cƣờng độ chiếu sáng 2000lux, pH môi trƣờng là 5,8.

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu

- Các nhân tố là chỉ tiêu nghiên cứu đƣợc chia thành các công thức thí nghiệm khác nhau, có công thức đối chứng là MS không bổ sung chất kích thích sinh trƣởng (KTST).

- Thí nghiệm đƣợc lập lại ít nhất balần.

2.2.1. Tạo nguyên liệu vô trùng

Lấy các hạt lúa giống (loại bỏ những hạt kém chất lƣợng) bóc vỏ trấu lấy hạt gạo, lấy hạt gạo làm mẫu để làm nguyên liệu tạo mô sẹo.

- Khử trùng môi trƣờng và dụng cụ nuôi cấy ở nhiệt độ 117oC , áp suất 15 atm trong 15 phút.

- Khử trùng mẫu hạt gạo:

+ Rửa sạch mẫu bằng nƣớc cất từ 2 - 3 lần;

+ Khử trùng mẫu bằng dung dịch javen 70%, lắc đều trong 15 phút; + Rửa lại mẫu 3 lần bằng nƣớc cất vô trùng;

+ Thấm khô bằng giấy thấm đã khử trùng.

2.2.2. Nuôi cấy tạo mô sẹo

- Sau khi khử trùng mẫu rồi cấy vào bình tam giác có chứa các công thức môi trƣờng:

CT1: MS + 20g đƣờng + 8g agar + 2 mg/l 2,4D

CT2: MS + 20g đƣờng + 8g agar + 2 mg/l 2,4D + 0,2 mg/l BAP CT3: MS + 20g đƣờng + 8g agar + 2 mg/l 2,4D + 0,5 mg/l BAP

- Sau khi cấy thì để mẫu vào buồng tối ở nhiệt độ 25° ± 2°C.

2.2.3. Nhân mô sẹo

Để có mô sẹo đồng đều số lƣợng đủ lớn để tiến hành các nghiên cứu tiếp theo thì cần thiết phải nhân mô sẹo.

Khi các khối mô sẹo đạt đƣờng kính khoảng 4 - 5 mm, cắt bỏ phần chồi cây, chỉ lấy khối mô sẹo chuyển sang môi trƣờng nhân nhanh mô sẹo.

Thí nghiệm đƣợc tiến hành với các công thức môi trƣờng: MS + 8 g/l agar + 20g đƣờng + 2,4D (0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9 mg/l)

2.2.4.. Tái sinh cây

Mô sẹo sau nhân nhanh khoảng 2 tuần sẽ đƣợc cấy chuyển sang môi trƣờng tái sinh cây. Môi trƣờng tạo cây gồm:

- TS1: MS + 8 g/l agar + 20g đƣờng + BAP 2mg/l + kinetin (0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9 mg/l).

- TS2: MS + 8 g/l agar + 20g đƣờng + BAP 2mg/l + NAA (0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9 mg/l).

Nuôi dƣới ánh sáng đèn huỳnh quang cƣờng độ 2000 lux, nhiệt độ 25° + 2°C. Các cụm chồi đƣợc hình thành sau 4 - 5 tuần nuôi.

2.2.5. Tạo cây hoàn chỉnh

Đây là giai đoạn tạo cây con hoàn chỉnh có đầy đủ thân, lá, rễ để có thể chuyển ra trồng ngoài tự nhiên. Cây con đƣa ra ngoài tự nhiên phải khỏe mạnh, sức đề kháng tốt nhằm nâng cao sức sống của cây khi ra môi trƣờng bên ngoài. Các chất kích thích sinh trƣởng tạo chồi đƣợc thay thế bởi các chất kích thích tạo rễ nhƣ: IBA, NAA…

Môi trƣờng đƣợc sử dụng trong các thí nghiệm này là: MS + 20g/l đƣờng + 8,5g/l agar + NAA (0,1; 0,2; 0,4; 0,6 mg/l) và có pH = 5,8. Tất cả các thí nghiệm đƣợc tiến hành ở điều kiện: Nhiệt độ 25-27ºC, thời gian chiếu sáng 12/24h, cƣờng độ chiếu sáng 2000lux.

2.2.6. Đưa cây ra trồng

Đây là một trong những giai đoạn rất quan trọng trong quá trình nuôi cấy

in vitro. Giai đoạn này cây con cần sự thích nghi dần dần với điều kiện tự nhiên. Quá trình thích nghi ở đây đƣợc hiểu là quá trình thay đổi những đặc điểm sinh lý thực vật và giải phẫu của bản thân cây non. Thời gian tối thiểu

cho sự thích nghi là 2 - 3 tuần, trong thời gian này cây con phải đƣợc chăm sóc và bảo vệ trƣớc những yếu tố bất lợi nhƣ:

- Mất nƣớc nhanh làm cây bị héo khô.

- Nhiễm vi khuẩn và nấm gây ra hiện tƣợng thối nhũn. - Cháy lá do nắng.

- Các loài côn trùng tấn công.

Mục đích của thí nghiệm này là tìm ra giá thể thích hợp cho cây con phát triển.

Các loại giá thể đƣợc sử dụng để trồng cây con in vitro là:

- Đất

- Đất + Cát (1:1)

- Nƣớc

2.3. Thu thập và xử lý số liệu

Các chỉ tiêu theo dõi và đƣợc đánh giá nhƣ sau:

- Tỷ lệ hạt nhiễm (%) = số hạt bị nhiễm/tổng số hạt cấy × 100

- Tỷ lệ hạt tạo mô sẹo (%) = Tổng số mô sẹo/tổng số mẫu nuôi cấy × 100 - Tỷ lệ mô sẹo tái sinh (%) = Tổng số mô tái sinh cây/tổng số mô sẹo nuôi cấy × 100

- Số chồi TB / mô = Tổng số chồi/tổng số mô sẹo có chồi tái sinh - Tỷ lệ chồi ra rễ (%) = Tổng số chồi có rễ/tổng số chồi nuôi cấy × 100 - Số rễ TB / cây = Tổng số rễ/tổng số cây tạo rễ

Các số liệu đƣợc tính toán theo phƣơng pháp thống kê toán học. Quá trình xử lý đƣợc thực hiện trên máy vi tính theo chƣơng trình Excel 5,0 và đƣợc mô phỏng bằng các bảng biểu và hình.

CHƢƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Tạo nguyên liệu vô trùng

Đây là giai đoạn đầu tiên, có vai trò quan trọng cung cấp nguyên liệu cho các giai đoạn của những nghiên cứu tiếp theo. Yêu cầu của giai đoạn này là tỷ lệ mẫu sạch và tỷ lệ tạo mô sẹo cao. Hạt ở ngoài môi trƣờng tự nhiên có chứa nhiều vi khuẩn, nầm mốc… do vậy, trƣớc khi đƣa vào môi trƣờng nuôi cấy yêu cầu cần thiết phải khử trùng để diệt và loại sạch vi khuẩn, nấm mốc…

Bảng 3.1: Tỷ lệ hạt nhiễm khi khử trùng

Giống Tổng số hạt cấy Tỷ lệ nhiễm (%)

NIP1 300 4,7

NH2 300 4,3

NH3 300 6,0

Kết quả khử trùng mẫu thu đƣợc ở bảng 3.1, số liệu ở bảng 3.1 cho thấy khi khử trùng hạt gạo của cả 3 giống bằng dung dịch javel 70% đều cho tỷ lệ mẫu nhiễm tƣơng đối thấp. Tỷ lệ mẫu nhiễm khi khử trùng thƣờng phụ thuộc rất nhiều yếu tố nhƣ: loại mẫu (hạt tƣơi, hạt khô, cành, chồi non…), thời gian thu hoạch và bảo quản mẫu (lâu hay nhanh), thời gian khử trùng mẫu, hóa chất sử dụng để khử trùng mẫu.

3.2. Tạo mô sẹo

Trong môi trƣờng nuôi cấy in vitro, bên cạnh các chất đa lƣợng, vi lƣợng, vitamin còn bổ sung nhiều loại kích thích sinh trƣởng (KTST) thuộc nhóm auxin, cytokinin… là rất cần thiết để kích thích sự sinh trƣởng, phát triển và phân hóa cơ quan. Tuy nhiên yêu cầu với những chất này thay đổi tùy theo loài cây, loại mô, mục đích nghiên cứu. Đặc biệt, việc sử dụng tổ hợp các chất KTST trong môi trƣờng nuôi cấy tỏ ra hiệu quả hơn so với khi sử dụng từng chất riêng biệt.

Mặt khác trong các hệ thống nuôi cấy, tỷ lệ auxin/cytokinin có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự phát sinh hình thái của mô nuôi cấy.

Việc tìm ra công thức môi trƣờng với nồng độ và tỷ lệ chất kích thích sinh trƣởng phù hợp cho từng loại cây, từng giai đoạn nuôi cấy là cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo và quyết định sự thành bại của quá trình nuôi cấy

in vitro.

3.2.1. Ảnh hưởng của 2,4D đến khả năng tạo mô sẹo

Hạt gạo sau khi vô trùng đƣợc cấy trên môi trƣờng tạo mô sẹo CT1 (MS+ 2mg/l 2,4D), sau 4 tuần nuôi xác định tỷ lệ mẫu tạo mô sẹo.

Bảng 3.2: Tỷ lệ tạo mô sẹo trên môi trƣờng 2,4D (2 mg/l)

Giống NIP1 NH2 NH3

Số hạt cấy 132 140 117

Số hạt tạo mô sẹo 124 128 106

Kết quả thu đƣợc ở bảng 3.2, ta thấy với nồng độ 2 mg/l 2,4D thì khả năng tạo mô sẹo ở cả ba giống lúa NIP1, NH2, NH3 tƣơng đối cao, tỷ lệ tạo mô sẹo cao nhất ở giống NIP1. Theo quan sát thì các mô sẹo đƣợc tạo ra trên môi trƣờng này thƣờng nhỏ, cứng. Theo những nghiên cứu trƣớc đây thì loại mô sẹo này thƣờng không thích hợp cho quá trình tái sinh cây.

3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ BAP tới khả năng tạo mô sẹo

Để tối ƣu hóa môi trƣờng tạo mô sẹo phục vụ các nghiên cứu tiếp theo, chúng tôi sử dụng môi trƣờng CT2 (2 mg/l 2,4D + BAP (0,2 mg/l) và môi trƣờng CT3 0,5 mg/l), sau 4 tuần nuôi cấy thu đƣợc kết quả nhƣ bảng 3.3.

Bảng 3.3: Tỷ lệ tạo mô sẹo trên môi trƣờng CT2

Giống NIP1 NH2 NH3

Nồng độ BAP (mg/l) 0,2 0,5 0,2 0,5 0,2 0,5

Số hạt cấy 120 115 110 124 118 130

Số hạt tạo mô sẹo 109 104 102 116 106 119

Tỷ lệ tạo mô sẹo (%) 90,8 90,4 92,7 93,5 89,8 91,5

Theo kết quả ở bảng 3.3 thì khả năng tạo mô sẹo ở nồng độ 0,2 mg/l BAP tƣơng đối cao, chất lƣợng mô sẹo tốt, mô sẹo có màu vàng nhạt phù hợp với quá trình nuôi cấy tiếp theo (hình 3.1).

Với nồng độ BAP là 0,5mg/l thì tỷ lệ tạo mô sẹo cũng cao (hình 3.2), nhƣng khối mô sẹo thƣờng xốp, phát triển nhanh, mô nhanh chuyển màu vàng nâu và mọng nƣớc, không phù hợp với quá trình thí nghiệm tiếp theo.

Hình 3.1: Tạo mô sẹo giống lúa NIP1 và NH3 trên môi trƣờng 02mg/l BAP 87 88 89 90 91 92 93 94 NIP1 NH2 NH3 CT1 CT2 CT3

Hình 3.2: Tỷ lệ tạo mô sẹo của các giống trên các công thức môi trƣờng Qua kết quả thu đƣợc từ các thí nghiệm ở ba môi trƣờng khác nhau CT1, CT2 và CT3, thì chúng nhận thấy công thức CT2 là phù hợp nhất để làm môi trƣờng tạo mô sẹo đối với 3 giống lúa Nhật Bản .

3.3. Nhân mô sẹo

Để có mô sẹo đồng đều với số lƣợng đủ lớn để tiến hành các nghiên cứu tiếp theo thì cần thiết phải nhân mô sẹo. Theo những nghiên cứu trƣớc đây thì khi nhân mô sẹo với nồng độ 2,4D cao sẽ gây độc cho mô sẹo và làm mô sẹo nhanh chết hoặc ảnh hƣởng đến chất lƣợng mô sẹo và khả năng tái sinh cây. Vì vậy, đối với từng loại mô sẹo của các giống cây trồng khác nhau, nếu nhân mô sẹo thì cần phải xác định đƣợc nồng độ của 2,4D thích hợp. Ở đây, chúng tôi đã sử dụng các nồng độ 2,4D từ 0,9 mg/l trở xuống và sau 15 ngày nuôi