4. Ý nghĩa của đề tài
1.5.1. Trên Thế giới
1.5.1.1. Các nghiên cứu về giống
Từ những năm đầu của thế kỷ trước, trên Thế giới người ta quan tâm đến việc bảo tồn nguồn gen nói chung và nguồn gen cây lúa nói riêng. Ở Liên Xô (cũ), ngay từ những năm 1924 Viện nghiên cứu cây trồng đã được thành lập, nhiệm vụ chính của Viện là thu nhập và đánh giá bảo tồn nguồn gen cây trồng. Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Thế giới (FAO) đã tổng hợp các kết quả nghiên cứu và đề ra phương hướng thúc đẩy việc xây dựng ngân hàng gen phục vụ cho việc giữ gìn tài nguyên thiên nhiên nhằm phục vụ lợi ích lâu dài của nhân loại. Trong vùng nhiệt đới và á nhiệt đới đã hình thành nhiều tổ chức quốc tế, đảm nhận việc thu thập tập đoàn giống trên Thế giới đồng thời cung cấp nguồn gen để cải tạo giống lúa trồng (Trần Đình Long, 1992) [13]. Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) thành lập năm 1960 đến năm 1962 đã tiến hành thu thập nguồn gen cây lúa, năm 1977 chính thức khai trương ngân hàng gen, tại đây đã thu thập tập đoàn cây lúa từ 110 quốc gia trên Thế giới trong bộ sưu tập có hơn 80 nghìn mẫu, trong đó có các giống lúa trồng ở châu Á (O.sativa) chiếm đến 95% (Gomez. KA, 1995) [26].
tuệ và những phương tiện nghiên cứu hiện đại IRRI đã thực hiện được vai trò trung tâm trong cuộc cách mạng xanh, đã góp phần thúc đẩy việc sản xuất nông nghiệp của nhiều quốc gia trồng lúa ở trên Thế giới. IRRI đã có quan hệ chính thức với Việt Nam ta từ năm 1975 trong chương trình thí nghiệm giống quốc tế trước đây và hiện nay là chương trình đánh giá nguồn gen cây lúa. Trong quá trình hợp tác, Việt Nam đã nhập được 279 tập đoàn lúa gồm hàng ngàn mẫu giống, mang nhiều đặc điểm sinh học tốt, chống chịu sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận như nhiệt độ, nhiễm mặn, hạn hán, úng lụt...(Shen.J.H, 2000) [35].
Viện nghiên cứu lúa Quốc tế đã lai tạo chọn lọc hàng trăm giống lúa tốt được gieo trồng phổ biến trên Thế giới. Các giống lúa IR8, IR5, IR6, IR30 và những giống lúa khác đã tạo ra sự nhảy vọt về năng suất. Các viện khác như IRAT, EAT, ICRISAT...cũng đã chọn lọc ra nhiều những giống lúa tốt phục vụ sản xuất.
Đến nay, người ta đã ứng dụng rất thành công ưu thế lai trong sản xuất lúa. Trong lịch sử phát triển lúa lai, Trung Quốc là nước đầu tiên sử dụng thành công ưu thế này. Năm 1974, các nhà khoa học Trung Quốc đã cho ra đời những tổ hợp lai có ưu thế lai cao, đồng thời xây dựng quy trình kỹ thuật sản xuất hạt lai hệ "3 dòng" được hoàn thiện và đưa vào sản xuất năm 1975. Năm 1996, Trung Quốc lại thành công với qui trình sản xuất lúa lai "2 dòng". Chiến lược nghiên cứu phát triển lúa lai của Trung Quốc trong thế kỷ XXI là phát triển lúa lai "2 dòng", tiếp tục đẩy mạnh nghiên cứu lúa lai “1 dòng" và lúa lai siêu cao sản nhằm tăng năng suất và sản lượng lúa gạo của đất nước.
Ở Thái Lan, từ năm 1950 đã thu nhập và làm thuần một số giống lúa địa phương, đưa các giống lúa cổ truyền vào trồng ở miền Nam và miền Bắc của nước này. Hiện nay nước này vẫn đang nghiên cứu và sử dụng rất nhiều các giống lúa được chọn tạo từ các giống lúa cổ truyền nên chất lượng lúa của Thái Lan thường đứng đầu Thế giới. Ở Nhật Bản việc tạo ra nhiều giống đã tạo được bước nhảy vọt về năng suất lúa. Các nhà khoa học Nhật Bản đã tạo được giống lúa có tên Tomoaky Sakamoto có bộ lá cứng, tiêu tốn ít phân bón nhưng năng suất lại có thể tăng đến 30% so với giống cũ. Ở Mỹ, năm 1926 J.W Jones đã bắt đầu nêu vấn đề ưu thế lai của lúa khi khảo sát
lúa ở Đài Loan. Có hai người tham gia vào đề xuất vấn đề sản xuất lúa lai thương phẩm là Stansent va Craiglules.
Các chuyên gia nông nghiệp Đài Loan cho biết đã nghiên cứu phát triển thành công các giống lúa mới giàu dinh dưỡng. Các giống này không phải là biến đổi gen và có nhiều màu sắc khác nhau như đen, đỏ và vàng mà màu sắc phụ thuộc vào hàm lượng dinh dưỡng như Beta - carotene và Anthocyaninsn, một chất chống oxy hoá. Đây là kết quả nghiên cứu gần 9 năm thí nghiệm để kết luận đột biến trên cây lúa với việc sử dụng các tác nhân hoá học. Một số nước có tốc độ thay đổi giống lúa mới khá nhanh như Philippine 20,6%, Hàn Quốc 16,1%, Ấn Độ 13,5%, Thái Lan 6,7%. Nhu cầu ngày càng tăng về giống lúa không những về số lượng và còn cả về chất lượng.
Trong sản xuất nông nghiệp, giống là tư liệu sản xuất quan trọng không kém gì đất đai, phân bón và công cụ sản xuất. Nếu không có giống thì không thể sản xuất ra một loại nông sản nào cả. Vì thế, việc nghiên cứu chọn lọc, lai tạo giống đã được các nhà khoa học, các viện nghiên cứu và các trường đại học nông nghiệp ưu tiên hàng đầu. Vào đầu những năm 1960, Viện nghiên cứu lúa gạo Quốc tế (IRRI) đã được thành lập tại Losbanos, Laguna, Philippin. Sau đó nhiều viện nghiên cứu nông nghiệp Quốc tế khác cũng được thành lập ở các châu lục và tiểu vùng sinh thái khác nhau như IRAT, CIAT, ICRISAT (IRRI, 1997) [28]. Tại các viện này việc chọn lọc và lai tạo các giống lúa cũng được ưu tiên hàng đầu. Chỉ tính riêng Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) cũng đã lai tạo và đưa ra sản xuất hàng nghìn giống lúa các loại, trong đó tiêu biểu là các giống lúa như: IR5, IR6, IR8, IR30, IR34, IR64, Jasmin.. Đặc biệt là hai giống IR64 và Jasmin là những giống có phẩm chất gạo tốt, được trồng rộng rãi ở nhiều nơi trên Thế giới, trong đó có Việt Nam. Hiện nay, IRRI đang tập trung vào nghiên cứu chọn tạo ra các giống lúa có năng suất siêu cao (siêu lúa) có thể đạt 13 tấn/vụ, đồng thời tập trung vào nghiên cứu chọn tạo các giống lúa có chất lượng cao (giàu vitamin A, giàu Protein, giàu Lisine, có mùi thơm...) để vừa hỗ trợ các nước giải quyết vấn đề an ninh lương thực, dinh dưỡng cho cơ thể, vừa đáp ứng đủ nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng (Cada. E.C, 1997) [22].
công tác giống đã được đặc biệt chú trọng. Vào những năm 1960, 1970 của thế kỷ trước, Trung Quốc đã cho ra đời hàng loạt các giống lúa có năng suất cao, phẩm chất tốt như: Đoàn kết, Bao Thai, Chân Châu Lùn, Mộc Tuyền...Các giống này cũng đã nhập vào Việt Nam và cho tới nay vẫn được một số địa phương gieo trồng vì chất lượng gạo tốt, phù hợp với điều kiện gieo trồng và đất đai của địa phương. Bước vào đầu những năm 1970, Trung Quốc đã thử nghiệm và lai tạo thành công các giống lúa lai 3 dòng và gần đây là các giống lúa lai 2 dòng có đặc tính ưu việt hơn hẳn về năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu sâu, bệnh. Có thể nói Trung Quốc là nước đi tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng lúa lai ra sản xuất đại trà. Nhờ đó đã làm tăng năng suất, sản lượng lúa của Trung Quốc lên gấp đôi trong vòng 3 thập kỷ qua, góp phần không chỉ đảm bảo an ninh lương thực cho hơn 1,3 tỷ dân trong nước, mà còn thừa để xuất khẩu. Các giống lúa lai có chất lượng như: Bồi Tạp Sơn Thanh, Nghi Hương 2308, Xuyên Hương... rất nổi tiếng ở Trung Quốc và ở các nước láng giềng (Lin. SC, 2001) [33].
Trung Quốc là nước nghiên cứu về ƯTL chậm hơn nhiều nước nhưng lại là nước đầu tiên trên thế giới sử dụng thành công ƯTL vào sản xuất. Năm 1964 Yuan Long Ping cùng với một số thành viên nghiên cứu của ông đã phát hiện được dạng lúa dại bất dục đực di truyền tế bào chất ở đảo Hải Nam và đây chính là công cụ di truyền quan trọng để nghiên cứu và phát triển lúa dại. Năm 1973, lô hạt giống lúa lai
F1 được sản xuất ra đầu tiên với sự tham gia của ba dòng bố mẹ là: Dòng bất dục đực
di truyền tế bào chất (Cytoplastmic Male Sterile - CMS), dòng duy trì bất dục (Maintainer) và dòng phục hồi (Restorer) vào năm 1974 và được giới thiệu cho sản xuất tổ hợp lúa lai cho ƯTL cao, đồng thời quy trình sản xuất hạt lai ba dòng cũng được đưa vào năm 1975 (Yuan và Virmani, 1988). Năm 1976 diện tích lúa lai thương phẩm ở Trung Quốc 133.000 ha và tăng lên rất nhanh.
Năm 2002 diện tích gieo cấy lúa lai ở Trung Quốc đã đạt trên 18,5 triệu ha. Đến năm 2004 diện tích đã tăng lên 29,42 triệu ha, năng suất trung bình đạt 63,47 tạ/ha và sản lượng đạt 187 triệu 730 ngàn tấn. Kỹ thuật sản xuất hạt lai thương phẩm ở Trung Quốc đã phát triển đến mức độ cao. Năng suất hạt lai F1 tăng mạnh từ 0,1 đến 2,5 tấn/ha.
Có rất nhiều dòng có khả năng nhận phấn tốt được tạo ra từ Zhi A, II32A, You – II A [2]. Các dòng phục hồi mới được phát triển như: IR 26, IR24, IR 661,IR 30, IR 36, IR 2061, Gui 360 …(Yuan L.P. và cộng sự, 2003) [91]. Kể từ khi tổ hợp đầu tiên là Nan You 2 được tạo ra từ năm 1974, đến năm 2002 đã có hơn 100 tổ hợp được sản xuất trên diện tích lớn (Trần Duy Quý, 2002) [33].
Sau gần 40 năm nghiên cứu, các nhà khoa học Trung Quốc đã tạo ra được hơn 600 dòng bất dục đực di truyền tế bào chất (A) và các dòng duy trì (B) tương ứng, hơn 200 dòng phục hồi được chọn lọc để tạo ra các tổ hợp lai có năng suất cao, chất lượng tốt và đưa vào sản xuất đại trà tại nhiều vùng sinh thái khác nhau, trong đó có nhiều tổ hợp lai nổi bật thuộc hệ Bác ưu, Kim ưu, Sán ưu, Thanh ưu, Quảng ưu…(Ngô Thế Dân, 2002) [41].
Sau thành công của Trung Quốc, lúa lai nói chung và lúa lai ba dòng nói riêng đã nhanh chóng được nghiên cứu và phát triển rộng rãi ở các nước trên thế giới: Thái Lan, Nhật Bản, Ấn Độ, Philipines, Myanma, …
Thái Lan là nước xuất khẩu gạo hàng đầu Thế giới. Nước này cũng được thiên nhiên ưu đãi với những vùng châu thổ trồng lúa phì nhiêu. Các trung tâm nghiên cứu giống lúa được thành lập ở nhiều tỉnh và khu vực. Nhiệm vụ của các cơ sở này là tiến hành chọn lọc, phục tráng, lai tạo ra các giống lúa tốt phục vụ cho nội tiêu và đặc biệt là cho xuất khẩu để thu ngoại tệ. Tiêu chí chọn giống lúa của các nhà khoa học Thái Lan là các giống phải có thời gian sinh trưởng trung bình đến dài ngày (vì phần lớn lúa ở Thái Lan chỉ trồng 1 vụ/năm), hạt gạo dài và trong, ít dập gãy khi xay sát, có hương thơm, coi trọng chất lượng hơn là năng suất...điều này cho chúng ta thấy tại sao giá gạo xuất khẩu của Thái Lan luôn cao hơn của Việt Nam. Theo hướng này, Thái Lan đã tạo ra các giống lúa chất lượng nổi tiếng Thế giới, trong đó phải kể đến các giống như: Khao đomali, Jasmin (Hương nhài). Các giống này cũng được gieo trồng ở Việt Nam và một số nước khác. Ở khu vực Đông Á còn có các nước trồng lúa quan trọng khác như: Hàn Quốc, Bắc Triều Tiên, Đài Loan. Các giống lúa ở đây thuộc loại hình Japonica, có hạt gạo tròn, cơm dẻo và chất lượng cũng rất tốt. Các giống lúa nổi tiếng của khu vực này là Tongil (Hàn Quốc), Tai chung 1, Tai chung 2,
Gang changi, Đee - Geo - Woo - Gen (Đài Loan)... đặc biệt giống Đee - Geo - Woo - Gen là một trong những vật liệu khởi đầu để tạo ra giống IR8 nổi tiếng một thời (Hoang. CH, 1999) [27].
Inđônêxia là nước đứng thứ 4 trên thế giới về diện tích trồng lúa. Đây cũng là nước có rất nhiều giống lúa chất lượng cao, có nguồn gốc bản địa hoặc được lai tạo. Các giống lúa chất lượng cao của Inđônêxia thường dẻo, có mùi thơm. Các giống lúa chất lượng nổi tiếng của nước này là Peta, BenWan, Sigadis, Synthe, Pelita1 - 1 và Pelita1- 2 (IRRI, 1997) [28].
1.5.2.2. Tình hình sản xuất gạo trên thế giới
Lúa là một trong những cây ngũ cốc có lịch sử lâu đời, trải qua một quá trình biến đổi và chọn lọc từ cây lúa dại thành cây lúa ngày nay.
Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của Thế giới giai đoạn 2000 - 2008 Năm Diện tích (Triệu ha ) Năng suất (Tạ/ha) Sản lƣợng (Triệu tấn) 2000 154,11 38,9 599,48 2001 151,97 39,4 598,76 2002 147,69 39,1 577,46 2003 149,20 39,1 583,37 2004 151,02 40,3 608,61 2005 153,78 40,2 618,19 2006 156,30 41,2 644,11 2007 156,95 41,5 651,34 2008 155,72 42,5 661,81 (Nguồn: FAOSTAT, 2009) [23]
Hiện nay, trên thế giới có 114 nước trồng lúa và phân bố ở tất cả các châu lục, trong đó, châu Phi có 41 nước trồng lúa, châu Á có 30 nước. Bắc Trung Mỹ có 14 nước, Nam Mỹ có 13 nước, châu Âu có 11 nước, châu Đại Dương có 5 nước, Tổng diện tích thu hoạch dao động từ 147 - 156 triệu ha, năng suất lúa bình quân đạt 41,5
tạ/ha. Tuy nhiên, sản xuất lúa gạo vẫn tập trung chủ yếu ở các nước châu Á nơi chiếm tới 90% diện tích gieo trồng cũng như lượng sản xuất ra. Trong đó Ấn Độ là nước có diện tích thu hoạch lúa lớn nhất với trên 41 triệu ha, tiếp đến là Inđônêxia với trên 12 triệu ha (FAOSTAT, 2008) [24]. Vào cuối thế kỷ XX và đầu những năm của thế kỷ XXI, do nhận thức được những tác động không có lợi của phân bón và thuốc bảo vệ thực vật hoá học nên người ta có xu hướng hạn chế sử dụng các chất hoá học tổng hợp trong thâm canh lúa, chú trọng chỉ tiêu chất lượng hơn là số lượng làm cho năng suất lúa có xu hướng chững lại hoặc tăng không đáng kể. Tuy nhiên, ở những nước có nền khoa học kỹ thuật và kinh tế phát triển, năng suất lúa vẫn cao hơn.
Trong 10 nước trồng lúa (bảng 1.2) Trung Quốc có sản lượng nhiều nhất Thế giới, đã có 9 nước nằm ở châu Á, chỉ có một đại diện của châu Mỹ đó là Braxin (Nam Mỹ). Trung Quốc và Nhật Bản là 2 nước có năng suất cao vượt trội, đạt 65,82 tạ/ha (Trung Quốc) và 65,224 tạ/ha (Nhật Bản). Điều đó có thể lý giải là vì Trung Quốc là nước đi đầu trong lĩnh vực phát triển lúa lai và người dân nước này có tinh thần lao động cần cù, có trình độ thâm canh cao. Còn Nhật Bản là nước có trình độ khoa học kỹ thuật cao, đầu tư lớn (Nguyễn Hữu Hồng, 1993) [8]. Việt Nam là nước có năng suất lúa cao đứng hàng thứ 3 trong 10 nước trồng lúa chính, đạt 52,278 tạ/ha. Thái Lan tuy là nước xuất khẩu gạo đứng hàng đầu thế giới trong nhiều năm liên tục, song năng suất chỉ đạt 28,698 tạ/ha, bởi vì Thái Lan chú trọng nhiều hơn đến canh tác các giống lúa dài ngày, chất lượng cao (Bùi Huy Đáp, 1999) [6].
Theo dự báo của các nhà khoa học thì sản lượng lúa sẽ tăng chậm và có xu hướng chững lại vì diện tích trồng lúa ngày càng thu hẹp do tốc độ đô thị hoá gia tăng. Giá lúa tăng chậm trong khi đó giá vật tư đầu vào tăng cao không khuyến khích nông dân trồng lúa, hệ số sử dụng đất ruộng khó có thể tăng cao hơn nữa, nông dân chuyển diện tích trồng lúa sang trồng các cây khác và nuôi trồng thuỷ sản có hiệu quả kinh tế cao hơn hoặc chuyển sang trồng các giống lúa có chất lượng cao mặc dù năng suất thấp hơn.
Bảng 1.2: Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của 10 nước có sản lượng lúa hàng đầu Thế giới năm 2010
STT Tên nƣớc Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lƣợng (triệu tấn) 1 Trung Quốc 29,88 65,82 196,68 2 Ấn Độ 41,85 31,95 133,70 3 Inđônexia 12,88 49,98 64,40 4 Banglades 11,35 42,03 47,72 5 Việt Nam 7,44 52,28 38,89 6 Thái Lan 10,96 28,70 31,46 7 Myanmar 8,00 40,85 3,27 8 Philippin 4,53 35,89 16,27 9 Brazil 2,87 44,05 12,65 10 Nhật 1,62 65,22 10,59 (Nguồn Faostat, 2011) [25]
Theo Bộ Nông nghiệp & PTNT (Bộ Nông nghiệp và PTNN, 2008) [1], thị