SẢN XUẤT VÀ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA

3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.3. SẢN XUẤT VÀ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA

1.3.1. Sản xuất và nghiên cứu chọn tạo giống lúa trên thế giới

- Tình hình sản xuất lúa

Lúa được thế giới đánh giá là một trong ba loại cây lương thực quan trọng trong sản xuất nông nghiệp và là nguồn lương thực chính cho hơn 70 % dân số trên thế giới. Cây lúa dễ trồng, dễ chăm sóc và có khả năng thích ứng rộng cho nên trên thế giới đã có trên 100 quốc gia trồng lúa và được lưu truyền nghề trồng lúa qua nhiều thế hệ.

Theo thống kê của tổ chức lương thực thế giới (FAO, 2015), hiện trên thế giới có 114 nước trồng lúa, với diện tích trồng lúa khoảng 164,7 triệu ha. Diện tích lúa tập trung ở Châu Á (146,5 triệu ha). Năng suất bình quân là 4,527 tấn/ha, với sản lượng đạt 745,71 triệu tấn vào năm 2013 (FAO, 2015).

Nhờ có những tiến bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật đã và đang được áp dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất lúa trên thế giới như sự đầu tư thâm canh, sử dụng các giống mới, xây dựng cơ sở vật chất, hoàn chỉnh biện pháp kỹ thuật đã làm tăng năng suất và sản lượng lúa trên thế giới, trong khi diện tích đất sản xuất lúa lại không tăng. Các châu lục có vị trí địa lí khác nhau, vì vậy, việc sản xuất lúa và năng suất lúa cũng không giống nhau.

Theo dự báo của Ban nghiên cứu kinh tế - Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ, trong giai đoạn 2007- 2017, các nước xuất khẩu gạo ở Châu Á sẽ vẫn tiếp tục là nguồn xuất khẩu gạo chính trên thế giới bao gồm các nước Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ. Riêng xuất khẩu gạo của Thái Lan và Việt Nam sẽ chiếm khoảng 1/2 tổng lượng gạo xuất khẩu trên thế giới. Một số nước khác sẽ đóng góp tăng sản lượng gạo trên thế giới như Ấn Độ, Sahara, Châu Phi, Bangladesh, Philipppines, Brazil.

- Chọn tạo giống lúa

Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) hơn 30 năm tồn tại và phát triển, đã lai tạo, chọn lọc hàng trăm giống lúa tốt được trồng phổ biến trên thế giới. Các giống lúa như IR8, IR5, IR6, IR30, IR64, IR50404... và nhiều giống lúa khác đã tạo nên bước nhảy vọt về năng suất. Cùng với viện IRRI các viện khác như IRAT, EAT, ICRISAT cũng đã chọn lọc ra nhiều dòng giống lúa tốt đã góp phần làm cho tình hình sản suất lúa gạo trên thế giới có những thay đổi quan trọng. Cho tới năm 1990 sản lượng lúa của ở vùng áp dụng cuộc cách mạng xanh đã tăng lên gấp đôi so với trước đây là thành tựu đáng tự hào nổi bật nhất của Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI tại Philippine .

Theo Ronald Cantrell, tổng giám đốc nghiên cứu gạo quốc tế tại Philippine “không có đủ đất, nước hay tiền bạc để sản xuất tất cả gạo mà dân số ngày càng tăng của thế giới cần đến”. Ông nói thêm rằng thách thức đối với giới cây trồng đó là phải tìm ra những cách thức hữu hiệu để áp dụng nhằm khai thác chuỗi gen cây lúa để sản

xuất ra loại lúa có năng suất cao hơn, giàu dinh dưỡng hơn và có sức đề kháng cao hơn. Đây cũng là phương hướng đã được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu từ những năm của thập niên 20 - 30, tuy nhiên mãi đến năm 1964, Nguyễn Long Bình (chuyên gia lúa lai Trung Quốc) và cộng sự của Ông mới tìm ra được con đường tạo giống ưu thế lai theo phương pháp “3 dòng”. Qua nhiều năm nghiên cứu và sản xuất, Trung Quốc đã tạo được hơn 60 vật liệu bất dục tế bào chất (A ), từ đó tạo ra hơn 600 dòng bất dục tế bào chất và các dòng duy trì mẹ ( B ), hơn 3000 dòng phục hồi R và khoảng 200 tổ hợp lai. Tính đến năm 1991, diện tích gieo cấy lúa lai ở Trung Quốc 17,6 triệu ha, chiếm 55% diện tích trồng lúa của cả nước và năng suất đạt 66 tạ/ha.

Lúa lai có năng suất cao, phẩm chất tốt (năng suất cao hơn lúa thuần từ 20- 30%), khả năng chống chịu với sâu bệnh khá và đặc biệt lúa lai có thể trồng được nhiều vụ trong năm và trên nhiều loại đất khác nhau, vì vậy nó đã nhanh chóng chiếm một vị trí quan trọng trong hệ thống canh tác nông nghiệp.

Tổng sản lượng của các nước Châu Á đến năm 1980 không kể Nhật Bản, tăng thêm 1,7 triệu tấn so với năm 1965, trong đó, phần đóng góp của việc đưa giống mới chiếm 23,3l% (tương đương 27,3 triệu tấn). Biện pháp gieo cấy các giống lúa mới là biện pháp kỹ thuật đơn giản, dễ làm, đầu tư ít nhưng mang lại hiệu quả kinh tế rất cao. Nghiên cứu giống là quá trình thường xuyên và liên tục. Đối với Viện lúa IRRI, các phương pháp giúp họ thành công trong những năm gần đây để đưa ra những giống lúa tốt là chọn lọc phả hệ của các tổ hợp lai đơn, lai 3, lai kép và chọn lọc hỗn hệ với sự hỗ trợ của kỹ thuật RGA (Raipid generation advance) khảo nghiệm trên diện rộng (quy mô quốc tế). Bên cạnh đó họ rất quan tâm đặt nền móng cho cơ sở ưu thế lai.

Theo Vitas UPDATE, giống được quan tâm là giống có tính chống chịu sâu bệnh khi đưa vào sản xuất. ISOMOI Seragendin (chủ tịch nhóm tư vấn Quốc tế và nghiên cứu nông nghiệp) cũng cho rằng, những giống này sẽ là nguồn cung cấp lương thực cho dân số thế giới trong những thập kỉ tới.

Theo IRRI, giữ vững được năng suất, không tăng đầu tư mà chất lượng cơm gạo và dinh dưỡng tăng điều đó sẽ có lợi cho người sản xuất và người tiêu dùng.

Bên cạnh những thành tựu trong công tác chọn tạo giống lúa cho năng suất cao, các nhà nghiên cứu trên thế giới đã quan tâm đến chất lượng nấu nướng đối với các dòng, giống lúa cải tiến. Hiện nay hàng loạt các dòng, giống lúa cải tiến được chọn tạo có tiềm năng năng suất cao, chất lượng gạo tốt đang được mở rộng trong sản xuất như IR29723, IR42, IR50…Tuy nhiên, kết quả chọn tạo giống lúa tẻ thơm chất lượng thường đạt thấp vì hầu hết các giống mang gen chống chịu sâu bệnh đều có hàm lượng amylose cao và nhiệt hoá hồ thấp.

Một thành công mới bằng kỹ thuật chọn lọc dòng thuần là giống Basmati 370 vào năm 1993 ở Kala Shah Kaku của Pakistan. Giống lúa này chất lượng gạo ngon, có

mùi thơm được trồng phổ biến ở Ấn Độ và Pakistan, đồng thời làm tiêu chuẩn xuất khẩu cho nhóm lúa này (Shobaha Rani et al., 2006) .

Yi et al. (2009), đã lai 2 giống lúa thơm Basmati 370 với giống địa phương của

Myamar đó là Manawthukha để chuyển alen badh 2.1 vào giống mới, sau đó sử dụng kỹ thuật PCR với mồi ardomarker để xác định tính thơm.

- Nghiên cứu giống lúa thích ứng biến đổi khí hậu

Những năm gần đây, các nhà khoa học phải đương đầu với thách thức vừa phải bảo đảm an ninh lương thực, vừa phải bảo tồn thiên nhiên, bảo vệ môi trường. Việc quan trọng là làm thế nào phát triển các kỹ thuật canh tác thân thiện với môi trường và phổ biến các giống siêu cao sản chống chịu với biến đổi khí hậu.

Tại Hội thảo trực tuyến "Cách mạng xanh phát triển nâng cao năng suất nông nghiệp", Giáo sư Kim Je-Kyu đến từ Hàn Quốc chia sẻ về kinh nghiệm trong nghiên cứu giống lúa chịu được tác động của biến đổi khí hậu như ngập úng, lũ lụt. Theo giáo sư, các giống lúa này được phối hợp với các kỹ thuật canh tác thân thiện môi trường, dựa trên sự hiểu biết rõ về mối tương tác giữa sinh học, môi trường và quản lý đất. Mục đích của nghiên cứu này là sản xuất lương thực theo hướng bảo tồn và vun đắp nguồn tài nguyên thiên nhiên. Đại biểu đến từ Jakarta (Indonesia) cho biết nền tảng của cuộc Cách mạng xanh đã tạo ra giống lương thực mới, chọn ra các giống tốt khác nhau để nâng cao hiệu quả năng suất. Cuộc Cách mạng xanh đã đưa các nhà nghiên cứu khoa học đến với người nông dân để cùng thực hiện công tác khuyến nông, chia sẻ kinh nghiệm thông tin, giúp họ có hướng đi mới nhiều sáng tạo trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp .

Từ các nghiên cứu năm 2009, nhiều giống lúa siêu cao sản đã được trồng khảo nghiệm ở các nước như Indonesia, Việt Nam, Lào, Campuchia, Trung Quốc. Trong đó có 56 giống lúa tỏ ra kháng nhiều loại sâu bệnh như cháy lá, rầy nâu, muối lá hành được chuyển giao cho nhiều nước. Có 106 giống đã được đưa qua ngân hàng Gene của mạng lưới quốc tế đánh giá di truyền lúa (Internationnal Network for Genetic Evaluation of Rice). Các giống này chịu hạn, thích nghi với vùng đất không tưới, chống chịu với nhiều loại sâu bệnh.

Các nhà khoa học Australia vừa phát hiện giống lúa hoang dã có khả năng chịu hạn và nóng tốt, những đặc tính quý trong bối cảnh trái đất đang ấm lên. Trong một báo cáo được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học quốc gia, các nhà khoa học của đại học Queensland tại Australia cho biết, giống lúa hoang dã này có xu hướng di truyền đa dạng hơn giống lúa thông thường. Với gene chịu hạn và chịu nóng tốt, nó phân bố chủ yếu ở khu vực nóng và khô hơn những khu vực khác tại Australia. Giáo sư Robert Henry, chuyên gia thuộc Liên minh Đổi mới lương thực và nông nghiệp Queensland và là trưởng nhóm nghiên cứu, nói với Physorg: "Phát hiện mới sẽ giúp ích

cho việc lựa chọn giống cây trồng để đối phó biến đổi khí hậu". Các nhà khoa học cho rằng, một số gene của giống lúa mới phát hiện có khả năng chống lại tác nhân gây bệnh do vi khuẩn và nấm, hai tác nhân gây thiệt hại nặng nề tới loại cây lương thực .

Các nước Nam Á hiện đang chuyển sang canh tác giống lúa chịu ngập nhằm thích nghi với tình trạng lũ lụt gia tăng do biến đổi khí hậu gây ra. Nhà khoa học Uma Shankar Singh, hiện đang làm việc cho Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) ở Philippine, khẳng định: “Giống lúa chịu ngập là một ví dụ kinh điển về sự thích nghi với biến đổi khí hậu”. Ông Singh cho biết IRRI dự kiến sẽ cấy gene của giống lúa chịu ngập SUB1 vào các giống lúa thông dụng ở châu Á nhằm nâng khả năng chịu ngập của cây lúa lên tới hơn 2 tuần. Ông nói thêm: “IRRI sẽ cấy gene chịu ngập SUB1 vào phần lớn các giống lúa thông dụng ở châu Á, với sự giúp đỡ của các viện nghiên cứu quốc gia, vì cây lúa ngày càng phải thích nghi với tình trạng ngập lụt do biến đổi khí hậu gây ra”. Từ chỗ chuyên cung cấp các giống lúa chịu ngập đã được kiểm chứng, Sau khi cấy gene SUB1 thành công vào giống lúa “Swarna” nổi tiếng của Ấn Độ để tạo ra giống lúa mới “Swarna-SUB1”, các nhà khoa học của IRRI đã công bố giống lúa này hồi tháng 8/2009 và hy vọng đây là giống lúa thay thế thích hợp tại các khu vực thường xuyên bị ngập lụt ở châu Á. Theo IRRI, các giống lúa được cấy gene SUB1” có thể “chịu ngập tới 17 ngày, trong khi vẫn duy trì được những phẩm chất vốn có”. “Swarna-SUB1” vừa có khả năng chịu ngập cao, vừa duy trì được các đặc tính chống sâu bệnh của giống lúa “Swarna”. Nhà khoa học nông nghiệp Suman Sahai cũng cho rằng khả năng chịu ngập chỉ là một trong những đặc điểm mà nông dân mong muốn ở cây lúa. Bà Sahai là người sáng lập ra “Phong trào bảo vệ gene” hậu thuẫn cho Ngân hàng giống cây trồng của bang Jharkhand, miền trung Ấn Độ. Bà cho rằng về lâu về dài, an ninh lương thực trông cậy vào việc bảo tồn tính đa dạng sinh học và các giống vốn đã thích nghi với điều kiện canh tác của từng địa phương. Bà Sahai nói: “Nếu các khu vực duyên hải bị ngập nước, giống lúa trồng ở đây không chỉ cần có khả năng chịu ngập mà còn có khả năng chịu mặn nữa” .

Đó là chưa kể biến đổi khí hậu còn sản sinh ra nhiều loại sâu bệnh mà cho đến nay con người chưa từng biết đến. Chính vì vậy mà việc bảo tồn đa dạng sinh học để duy trì được các nguồn gene quí hiếm là vô vùng cần thiết.

1.3.2. Sản xuất và nghiên cứu chọn tạo giống lúa ở Việt Nam

- Sản xuất lúa

Cây lúa đã gắn bó với con người, làng quê Việt Nam, đồng thời cũng trở thành tên gọi cho một nền văn minh - nền văn minh lúa nước Sông Hồng. Cây lúa không chỉ mang lại sự no đủ mà còn trở thành một nét đẹp trong đời sống văn hoá tinh thần của người Việt. Hạt lúa và người nông dân cần cù, mộc mạc là hình ảnh không thể thiếu trong bức tranh của làng quê Việt Nam bây giờ và mãi về sau.

Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Việt Nam thời kỳ 2005 - 2015 Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) 2005 7,32 4,89 35,840 2006 7,32 4,89 35,818 2007 7,20 4,99 35,965 2008 7,40 5,23 38,70 2009 7,44 5,23 38,91 2010 6,99 5,72 39,98 2011 7,65 5,53 42,31 2012 7,75 5,63 43,65 2013 7,90 5,58 44,10 2014 7,80 5,74 44,84 2015 7,83 5,77 45,22

(Nguồn từ Bộ Nông nghiệp & PTNT, 2015)

Việt Nam là một trong những nước có điều kiện khí hậu nhiệt đới nên rất thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa. Từ lâu, cây lúa đã trở thành cây lương thực chủ yếu, có ý nghĩa đáng kể trong nền kinh tế của nước ta. Với địa bàn trải dài trên kinh tuyến trục 1060, địa hình phức tạp từ miền núi đến đồng bằng, từ Bắc vào Nam, đã hình thành những đồng bằng châu thổ trồng lúa phì nhiêu, trong đó có ĐBSH và ĐBSCL. Đây là hai khu vực sản xuất lúa lớn nhất của nước ta.

Là cây trồng quan trọng nhất thuộc nhóm ngũ cốc, lúa cũng là cây lương thực chính của người dân Việt Nam nói riêng và người dân Châu Á nói chung. Cây lúa, hạt gạo đã trở nên thân thuộc gần gũi đến mức từ bao đời nay người dân Việt Nam coi đó là một phần không thể thiếu trong cuộc sống. Từ những bữa cơm đơn giản đến các bữa tiệc sang trọng, không thể thiếu sự góp mặt của hạt gạo ở dạng này hay dạng khác.

Trong mười năm qua, Chính phủ đã tạo điều kiện cho nền nông nghiệp phát triển. Nếu trước những năm 1945, năng suất lúa chỉ đạt 13 tạ/ha, thì đến năm 1975, sau khi đất nước đã hoàn toàn thống nhất, sản xuất lúa ở nước ta đã có những thuận lợi và

những bước phát triển đáng kể. Từ năm 1980 -1996, năng suất tăng 3,7%, riêng trong giai đoạn 1990 - 1996 đã tăng 2,8%....Tuy diện tích đất trồng tăng không đáng kể, nhưng năng suất và sản lượng lúa vẫn tăng mạnh và đạt kỉ lục năm 2005 với năng suất 4,89 (tấn/ha), sản lượng 35,840 triệu tấn.

Năm 2010, sản lượng lúa đạt 39,98 triệu tấn, với năng suất đạt 5,72 (tấn/ha). Đây là thành tựu hết sức lớn lao của ngành nông nghiệp, điều đó đã giúp nước ta từ một nước phải nhập khẩu gạo thường xuyên đến nay đã trở thành một nước xuất khẩu gạo đứng hàng thứ 2 trên thế giới và đến năm 2015, sản lượng lúa đạt 45,22 tiệu tấn, với năng suất đạt 5,77 (tấn/ha).

* Sản xuất lúa ngắn ngày, chất lượng cao ở Việt Nam

Diện tích trồng lúa của cả nước từ 7,32 - 7,83 triệu ha; năng suất đạt từ 4,89 – 5,77 tấn/ha. Trong mười năm qua, thực hiện đường lối đổi mới của Đảng, Chính phủ có nhiều chính sách về công tác giống, xây dựng cơ sở hạ tầng, nâng cấp các công trình thuỷ lợi do vậy đã tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển lúa gạo của cả nước .

Các giống lúa tẻ thơm cổ truyền có chất lượng cao được nông dân nhiều vùng trồng như: Tám thơm, các giống gạo Dự ở các tỉnh miền Bắc, Nàng Hương, Nàng Thơm, Nho Nhen, Nanh Chồn ở miền Nam...cơm dẻo, mềm, thơm, có hàm lượng Protein, Vitamin cao nên được người tiêu dùng trong nước ưa chuộng. Các giống lúa trên được trồng khoảng 400 ngàn ha ở các tỉnh Nam Định, Thái Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Hà Nam, Ninh Bình, Hà Tây...,các giống lúa tẻ thơm địa phương có những