HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA NƠNG HỌC

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
SO SÁNH MỘT SỐ DÒNG GIỐNG LÚA THUẦN
MỚI CHỌN TẠO TRONG ĐIỀU KIỆN VỤ MÙA 2021
TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI

Ngƣời thực hiện

: TRẦN MẠNH HƢNG

Mã SV

: 611776

Lớp

: K61-KHCTC

Giáo viên hƣớng dẫn

: TS. TĂNG THỊ HẠNH

Bộ môn

: Cây Lƣơng Thực

Hà Nội - 2021

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đam đề tài luận văn tốt nghiệp này là cơng trình nghiên cứu
của tơi. Tất cả nội dung và số liệu trong đề tài này do tơi tự tìm hiểu, nghiên cứu
và xây dựng, các số liệu thu thập đƣợc trong báo cáo là đúng theo kết quả của
thí nghiệm tơi thực hiện và các tài liệu nghiên cứu và hồn tồn trung thực, có
nguồn gốc rõ ràng. Số liệu và kết quả của báo cáo này chƣa từng đƣợc công bố
trong bất kỳ công trình khoa học nào.

i


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Tăng Thị Hạnh đã tận tình
hƣớng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt q trình học tập và
nghiên cứu để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Tơi xin trân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của PGS.TS.
Anh hùng lao động Nguyễn Thị Trâm và TS. Nguyễn Văn Mƣời, cùng tồn thể
cán bộ phịng Cơng nghệ lúa lai – Viện nghiên cứu và Phát triển cây trồng – Học
viện Nông nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ để tơi hồn thành tốt khóa luận tốt
nghiệp của mình.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn trân thành đến ngƣời thân, gia đình và
bạn bè đã ln bên cạnh giúp đỡ và động viện tơi trong q trình thực hiện đề
tài.
Hà Nội, ngày tháng

năm 2021

Tác giả


Trần Mạnh Hƣng

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ v
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ vii
TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ......................................................... viii
PHẦN I: MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề....................................................................................................... 1
1.2. Mục đích và yêu cầu....................................................................................... 2
1.2.1. Mục đích ...................................................................................................... 2
1.2.2. Yêu cầu ........................................................................................................ 2
PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................... 3
2.1. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới và Việt Nam......................................... 3
2.1.1 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới ............................................................. 3
2.1.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam ............................................................. 7
2.2. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa trên Thế giới và Việt Nam .............. 8
2.2.1. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa trên thế giới .................................. 8
2.2.2. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa ở Viêt Nam ................................. 10
2.3. Các đặc điểm nơng sinh học liên quan đến hình thành năng suất và
chất lƣợng ở cây lúa................................................................................... 12
2.3.1. Các đặc điểm nông sinh học liên quan đến hình thành năng suất ............ 12
2.3.2. Các đặc điểm nông sinh học liên quan đến chất lƣợng gạo ...................... 14

PHẦN III: VẬT LIỆU, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 18
3.1. Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................... 18
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................ 18
3.2.1. Địa điểm .................................................................................................... 18

iii


3.2.2. Thời gian ................................................................................................... 18
3.3. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm ..................................................................... 19
3.4. Các chỉ tiêu theo dõi ..................................................................................... 19
3.4.1 Theo dõi động thái tăng trƣởng .................................................................. 19
3.4.2 Theo dõi đặc điểm nông sinh học, năng suất và các yếu tố cấu thành
năng suất .................................................................................................... 20
3.4.3. Theo dõi các chỉ tiêu chất lƣợng. .............................................................. 21
3.4.4. Các phƣơng pháp áp dụng để đánh giá. .................................................... 22
3.4.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu......................................................................... 22
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 23
4.1. Một số đặc điểm giai đoạn mạ của các dòng/giống lúa thuần ..................... 23
4.2. Đặc điểm thời kỳ sinh trƣởng của các dịng/giống lúa thí nghiệm .............. 26
4.2.1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trƣởng của các dòng/giống lúa............. 26
4.2.2. Động thái tăng trƣởng chiều cao cây của các dòng/giống lúa thuần
trong Mùa 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội ....................................................... 28
4.2.3. Động thái tăng trƣởng số nhánh của các dòng/giống lúa thuần trong
vụ Mùa 2021 .............................................................................................. 32
4.3. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng/giống lúa
thuần........................................................................................................... 35
4.3.1. Các yếu tố cấu thành năng suất ................................................................. 35
4.4. Đặc điểm hạt gạo của các dịng/giống lúa thuần.......................................... 38
4.5. Một số đặc tính trạng chất lƣợng gạo các dòng/giống lúa thuần ................. 40

4.6. Đánh giá cảm quan chất lƣợng cơm của các dòng/giống lúa thuần vụ
Mùa 2021 ................................................................................................... 42
PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................ 45
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 45
5.2. Đề nghị ......................................................................................................... 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 46

iv


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ASEAN

Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á

CMS

Cytorplasmic Male Sterility: Bất dục đực di truyền tế bào
chất

ĐC

Đối chứng

EGMS

Enviromental sensitivel Genic Male Sterility: Bất dục đực di
truyền nhân mẫn cảm môi trƣờng

IRRI


International Rice Research Institute: Viện nghiên cứu lúa
quốc tế

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

PGMS

Photoperiodic sensitivel Genic Male Sterility: Bất dục đực
di truyền nhân mẫn cảm ánh sang

QTLs

Quantitative trait locus: Locus tính trạng số lƣợng

TGMS

Themo - sensitivel Genic Male Sterility: Bất dục đực di
truyền nhân mẫn cảm nhiệt độ

v


DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới giai đoạn 2000 -2009 ........... 5
Bảng 2.2: Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới giai đoạn 2010 -2016 ........... 6
Bảng 2.3 Mức độ đóng góp của các yếu tố vào năng suất lúa ............................ 14
Bảng 4.1: Một số đặc điểm hình thái tại giai đoạn mạ của các dòng/giống
lúa thuần trong vụ mùa 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội ................................... 25
Bảng 4.2: Thời gian các giai đoạn sinh trƣởng của các dòng/giống lúa
thuần trong vụ Mùa 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội ........................................ 27
Bảng 4.3: Động thái tăng trƣởng chiều cao cây của các dòng/giống lúa
thuần trong vụ Mùa 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội ........................................ 29
Bảng 4.4: Động thái tăng trƣởng số nhánh của các dòng/giống lúa thuần
trong vụ Mùa 2021 .................................................................................... 33
Bảng 4.5: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng/giống
lúa thuần trong vụ Mùa 2021 .................................................................... 38
Bảng 4.6: Một số đặc điểm hạt gạo của các dòng/giống lúa thuần vụ Mùa
2021 ........................................................................................................... 39
Bảng 4.7: Một số tính trạng chất lƣợng gạo của các dòng/giống lúa thuần
trong vụ Mùa 2021 .................................................................................... 41
Bảng 4.8: Bảng tổng hợp kết quả đánh giá cảm quan cơm bằng phƣơng
pháp cho điểm............................................................................................ 43

vi


DANH MỤC HÌNH
Đồ thị 4.1 Động thái tăng trƣởng chiều cao cây của các dịng/giống lúa thí
nghiệm ....................................................................................................... 31
Đồ thị 4.2: Động thái tăng trƣởng số nhánh của các dòng/giống lúa thuần
trong vụ Mùa 2021 .................................................................................... 34

vii



TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
Để góp phần đánh giá tiềm năng của các dòng giống lúa thuần do Viện
NC&PT Cây trồng mới chọn tạo, chúng tôi đƣợc giao thực hiện đề tài: “So sánh
một số dòng giống lúa thuần mới chọn tạo trong điều kiện vụ Mùa 2021 tại Gia
Lâm, Hà Nội”. Mục tiêu của đề tài là tuyển chọn đƣợc 1-2 giống tốt: có thời
gian sinh trƣởng ngắn, năng suất cao, chất lƣợng tốt, chống chịu điều kiện ngoại
cảnh bất thuận và sâu bệnh hại tự nhiên. Trong vụ Mùa 2021, chúng tơi tiến
hành theo dõi q trình sinh trƣởng của 12 dịng/giống thí nghiệm với hai đối
chứng BC15 và ST25, sau khi thu hoạch chúng tôi tiến hành đo đếm các chỉ tiêu
năng suất và chất lƣợng của từng dịng/giống. Qua q trình theo dõi, đánh giá
đặc điểm sinh trƣởng của các dịng/giống thí nghiệm, chúng tơi thu đƣợc một số
kết quả nhƣ sau: thời gian sinh trƣởng của các dịng/giống từ 105 – 120 ngày;
kiểu hình dạng cao cây, dạng hạt thon dài, NSTT từ 4,3 đến 6,7 tấn. Chúng tơi
chọn ra đƣợc 1 dịng triển vọng nhất là HC16. Dịng này có năng suất tƣơng
đƣơng so với đối chứng năng suất (BC15), có chất lƣợng cơm cao hơn đối
chứng chất lƣợng (ST25).

viii


PHẦN I: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cây lúa (Oryza-sativa L.) xuất hiện từ 2000-3000 năm trƣớc cơng ngun
và sau đó trở thành một trong những loại cây lƣơng thực phổ biến nhất lịch sử
nhân loại cho tới nay. Là loại cây lƣơng thực chính của cây lúa là cây lƣơng
thực đóng vai trị rất quan trọng trong nền kinh tế, an ninh lƣơng thực với nhiều
quốc gia trên thế giới, đặc biệt ở các quốc gia châu Á.
Ở Việt Nam, cây lúa đƣợc xem là cây lƣơng thực chính gắn liền với đời

sống văn hóa, xã hội của ngƣời Việt. Diện tích lúa cả năm 2018 ƣớc tính đạt
7,57 triệu ha, năng suất lúa ƣớc tính đạt 58,1 tạ/ha, sản lƣợng ƣớc tính đạt 43,98
triệu tấn. Với sản lƣợng trên không chỉ đảm bảo nền an ninh lƣơng thực quốc gia
mà cịn có một lƣợng lớn lúa gạo dƣ thừa phục vụ cho xuất khẩu. Ngành xuất
khẩu gạo của Việt Nam đang chiếm khoảng 15% tổng lƣợng gạo xuất khẩu của
thế giới, hạt gạo Việt Nam hiện có mặt tại trên 150 quốc gia và vùng lãnh thổ.
Thị trƣờng xuất khẩu chính của nƣớc ta là châu Á, trong đó, Trung Quốc và
Philippines là 2 thị trƣờng chính của ngành xuất khẩu gạo. Việt Nam sản xuất
trung bình khoảng 26 - 28 triệu tấn gạo/năm, sau khi dành cho tiêu thụ trong
nƣớc, khối lƣợng gạo xuất khẩu khoảng 6 - 6,5 triệu tấn gạo/năm, trong đó, vùng
Đồng bằng sơng Cửu Long chiếm hơn 50% về sản lƣợng và hơn 90% lƣợng gạo
xuất khẩu của cả nƣớc. Trong năm 2019, Việt Nam xuất khẩu khoảng 6,5 triệu
tấn lúa gạo, tiếp tục đứng vị trí thứ 2 thế giới về xuất khẩu gạo.
Để hiện thực hóa đƣợc tham vọng đƣa gạo mang thƣơng hiệu Việt Nam ra
với thế giới thì yếu tố chất lƣợng gạo cần phải đƣợc đặt lên hàng đầu. Vậy nên
việc đầu tƣ và cải thiện bộ giống lúa chất lƣợng cao của nƣớc ta ngày càng trở
nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Chọn tạo giống lúa vừa có năng suất cao, vừa có
chất lƣợng tốt là ƣu tiên hàng đầu của các nƣớc sản xuất lúa gạo trên thế giới.
Khi kinh tế phát triển, đời sống nâng cao, số lƣợng gạo tiêu thụ bình quân đầu
ngƣời giảm thì ngƣời tiêu dùng càng địi hỏi chất lƣợng khắt khe hơn. Các tiêu

1


chí để chọn giống lúa chất lƣợng cao ln phụ thuộc vào sở thích tiêu dùng của
ngƣời dân mỗi vùng ở mỗi quốc gia (Trần Tấn Phƣơng, 2011).
Hiện nay công tác nghiên cứu về lúa gạo ở Việt Nam đang phát triển
mạnh mẽ và đã thu đƣợc một số kết quả nhất định. Để chọn lọc đƣợc các dòng,
giống lúa thuần có khả năng sinh trƣởng tốt, năng suất và chất lƣợng cao, chúng
tôi tiến hành thực hiện đề tài: “So sánh một số dòng giống lúa thuần mới chọn

tạo trong điều kiện vụ Mùa 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội”.
1.2. Mục đích và yêu cầu
1.2.1. Mục đích
Tuyển chọn 1-2 giống lúa thuần có thời gian sinh trƣởng ngắn, năng suất
cao, chất lƣợng tốt thích hợp với điều kiện vụ Mùa.
1.2.2. Yêu cầu
- Theo dõi thời gian qua các giai đoạn sinh trƣởng của các giống lúa thuần trong
điều kiện vụ Mùa 2021.
- Đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thuần
trong điều kiện vụ Mùa 2021.
- Đánh giá chất lƣợng của các giống lúa thuần trong điều kiện vụ Mùa 2021.

2


PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Tình hình sản xuất lúa trên Thế giới và Việt Nam
2.1.1 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
Lúa là cây lƣơng thực quan trọng nhất của các nƣớc đang phát triển và là
cây lƣơng thực chính của hơn một nửa dân số thế giới. Thời gian 10-15 năm vừa
qua, do tài trợ nghiên cứu giảm và thiếu sự quan tâm thƣơng mại đối với cây
trồng này khiến tốc độ tăng trƣởng trung bình toàn cầu về năng suất lúa đã giảm
xuống dƣới 1% mỗi năm kể từ năm 2000. Cùng với đó, biến đổi khí hậu và sự
nóng lên tồn cầu, năng suất có khả năng giảm hơn nữa (Gilbert, 2010). Cùng
với sự xuất hiện của những rủi ro mang tính tồn cầu nhƣ thiên tai và dịch bệnh,
minh chứng rõ ràng nhất là sự xuất hiện của chủng virus corona mới (SARSCoV-2) gây nên đại dịch tồn cầu COVID-19 đã dóng lên hồi chuông cảnh báo
đến hệ thống an ninh lƣơng thực của mỗi quốc gia trên thế giới.
Theo ƣớc tính của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI), nhu cầu về lúa
gạo sẽ vƣợt xa nguồn cung trong vài thập kỷ tới nếu khơng có sự cải thiện về

năng suất cây trồng. Bởi vậy nghiên cứu về lúa gạo hiện nay vẫn sẽ tập trung
chủ yếu vào việc cải thiện năng suất, nâng cao khả năng chống chịu, nâng cao
chất lƣợng và hàm lƣợng dinh dƣỡng trong hạt gạo. Ngoài ra, các nhà khoa học
đang nghiên cứu để làm giảm tác động tới môi trƣờng của việc trồng lúa, bao
gồm giảm lƣợng khí thải mêtan (khí nhà kính) đƣợc tạo ra trong quá trình sản
xuất và sử dụng nƣớc. Cùng với đó là việc chuyển giao tiến bộ khoa học kỹ
thuật trong phát triển giống lúa tới doanh nghiệp và nông dân (Bouman & cs.,
2006).
Tại Trung Quốc, nơi đƣợc xem là cái nôi của nền văn minh lúa nƣớc, cây
lúa không chỉ đóng vai trị cực kỳ quan trọng trong an ninh lƣơng thực quốc gia,
mà còn gắn liền với đời sống, văn hóa của ngƣời dân Trung Hoa xuyên suốt lịch
sử hơn 5000 năm của quốc gia này. Trung Quốc có diện tích đất trồng lúa lớn

3


thứ 2 thế giới (36 triệu ha) chỉ sau Ấn Độ, ngày nay đang phải đối mặt với thách
thức kép đó là phải thỏa mãn nhu cầu lƣơng thực ngày càng tăng đồng thời phải
giảm thiểu các tác động tiêu cực mà hoạt động sản xuất nông nghiệp tác động
đến môi trƣờng. Trong những thập kỷ gần đây, Trung Quốc đã gia tăng đáng kể
sản xuất nông nghiệp, tạo ra “phép màu Trung Hoa”: sở hữu 7% diện tích đất
trồng trọt của thế giới để nuôi sống 22% dân số thế giới (Heju Huai & cs.,
2020). Theo thống kê của Yibo Li (2011), sản lƣợng lúa gạo ở Trung Quốc đã
tăng gấp ba lần trong năm thập kỷ qua chủ yếu là do tăng năng suất. Sự gia tăng
này đến từ sự phát triển của các giống năng suất cao và các biện pháp quản lý
cây trồng đƣợc cải thiện nhƣ bón phân và tƣới tiêu. Tuy nhiên, sự đình trệ năng
suất lúa gạo cũng đã đƣợc quan sát thấy trong 10 năm trở lại đây tại quốc gia
này. Khi dân số tăng, Trung Quốc sẽ cần sản xuất thêm khoảng 20% gạo vào
năm 2030 để đáp ứng nhu cầu trong nƣớc nếu tiêu thụ gạo bình quân đầu ngƣời
vẫn ở mức hiện tại. Một số vấn đề trong hệ thống sản xuất lúa gạo của Trung

Quốc kìm hãm sự tăng trƣởng bền vững trong tổng sản lƣợng gạo bao gồm: suy
giảm đất trồng trọt, tình trạng khan hiếm nƣớc, biến đổi khí hậu tồn cầu, thiếu
lao động và tăng nhu cầu của ngƣời tiêu dùng đối với gạo chất lƣợng cao. Bởi
vậy chiến lƣợc nghiên cứu lúa gạo của quốc gia này bao gồm sự phát triển các
giống lúa mới có tiềm năng năng suất cao, cải thiện khả năng chống chịu với sâu
bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận nhƣ hạn hán, nhiệt độ tăng giảm bất
thƣờng, bão gió, lũ lụt, nƣớc biển dâng (Yibo Li & cs., 2011).

4


Bảng 2.1: Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới giai đoạn 2000 -2009
Diện tích

Năng suất

Sản lƣợng

(Triệu ha)

(tạ/ha)

(triệu tấn)

2000

154,11

38,87


598,97

2001

152,00

39,35

598,03

2002

147,70

39,13

578,01

2003

149,21

39,07

583,02

2004

151,03


40,17

606,65

2005

153,51

40,04

614,65

2006

153,51

50,03

767,96

2007

148.67

48,05

714,35

2008


152,80

52,07

794,96

2009

151,51

51,06

773,31

Năm

(Nguồn: FAOSTAT – 2009)

5


Bảng 2.2: Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới giai đoạn 2010 -2016

Diện tích

Năng suất

Sản lƣợng

(Triệu ha)


(tạ/ha)

(triệu tấn)

2010

161,679

43,364

701,109

2011

162,719

44,640

726,376

2012

162,187

45,396

736,261

2013


164,532

45,097

741,987

2014

162,913

45,572

742,426

2015

160,762

46,036

740,085

2016

159,808

46,366

740,961


Năm

Nguồn: FAOSTAT.FAO

6


2.1.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
Tình hình canh tác lúa ở nƣớc ta đang bị đe dọa vì diện tích ngày càng thu
hẹp lại bởi việc đơ thị hóa, cơng nghiệp hóa, mở rộng giao thơng diễn ra rất
nhanh. Vì vậy Đảng và Chính phủ đã ra các nghị quyết nhằm giữ đƣợc diện tích
canh tác lúa đến năm 2020 là 3,6 triệu ha. Dân số Việt Nam theo thống kê năm
2019 đã lên tới 97 triệu ngƣời làm cho nhu cầu tiêu dùng lúa gạo đang tăng lên
đáng kể. Mặt khác do tình hình biến đổi khí hậu đang diễn ra rất khốc liệt bất
thƣờng: mƣa bão, lũ lụt, mƣa đá, hạn hán, xâm nhập mặn, đất nhiễm phèn mặn,
dịch hại sâu bệnh ngày càng tăng đã và đang ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sản
xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lúa nói riêng nên vấn đề an ninh lƣơng
thực quốc gia luôn phải đặt lên hàng đầu.
Theo số liệu của tổng cục thống kê, tính đến vụ lúa mùa năm 2019 cả
nƣớc gieo cấy đƣợc 1.621,9 nghìn ha, bằng 96,4% vụ mùa năm trƣớc, trong đó
các địa phƣơng phía Bắc đạt 1.075,9 nghìn ha, bằng 97,4% (giảm 28,3 nghìn
ha); các địa phƣơng phía Nam đạt 546 nghìn ha, bằng 94,3% (giảm 33,1 nghìn
ha). Diện tích gieo cấy lúa giảm do các địa phƣơng phía Bắc chuyển đổi mục
đích sử dụng đất, chuyển đổi cơ cấu sản xuất, thiếu lao động nông nghiệp và do
ảnh hƣởng bởi các đợt nắng nóng kéo dài làm thiếu nƣớc tƣới; ở phía Nam, thời
tiết nắng nóng gây khơ hạn ở một số địa phƣơng, chuyển đổi cơ cấu mùa vụ từ
lúa mùa sang lúa đông xuân tại Cà Mau, đất nhiễm mặn là những nguyên nhân
chính làm giảm diện tích lúa mùa chung tồn miền. Diện tích đất trồng lúa đang
giảm nhƣng do công tác nghiên cứu và chọn tạo ra giống năng suất cao nên sản

lƣợng lúa gạo của nƣớc ta tăng đều qua các năm (Tổng cục thống kê, 2019).

7


2.2. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa trên Thế giới và Việt Nam
2.2.1. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa trên thế giới
Bằng việc khám phá ra dòng bất dục đực di truyền tế bào chất (CMS) ở
loài lúa dại Oryza fatua spontaneae của Yuan Long Ping (1964), các nhà chọn
giống chọn giống Trung Quốc đã thành công trong việc chuyển gen CMS vào
lúa trồng, tạo ra công cụ di truyền hữu hiệu để sản xuất hạt lai F1 hệ “ba dịng”.
Cùng với đó là việc phát triển thành cơng hệ lúa lai “hai dịng” áp dụng bất dục
đực di truyền nhân mẫn cảm môi trƣờng EGMS (TGMS và PGMS) phục vụ các
chƣơng trình chọn tạo giống ƣu thế lai đã tạo ra bƣớc đột phá cho công cuộc
chọn tạo giống lúa vào nửa cuối thế kỷ 20, khi mà năng suất lúa lai tăng vƣợt
trội 20-30 % so với lúa thƣờng (Vũ Văn Liết, 2013). Tiến bộ trong công nghệ
lúa lai đánh dấu sự mở đầu cho cuộc “cách mang xanh lần thứ 2” trong nông
nghiệp ở Trung Quốc. Theo MA (2015), tổng sản lƣợng lúa gạo ln duy trì
mức ổn định (khoảng 200 triệu tấn) với năng suất đạt 6,06 - 6,78 tấn/ha từ năm
2001 tới 2012. Các tổ hợp lai đƣợc chọn tạo ra có năng suất vƣợt trội nhƣ: Sán
ƣu 63, Nhị ƣu 838, Nhị ƣu 63, D.ƣu 527, Bác ƣu 903, Thục hƣng 6, Nghi hƣơng
2308, Thái xuyên 111…
Thái Lan quốc gia cùng thuộc khối ASEAN với Việt Nam, hiện nay đang
đứng đầu thế thời về xuất khẩu gạo. Theo thống kê từ bộ công thƣơng, trong
năm 2019 Thái Lan đã xuất khẩu 7,58 triệu tấn gạo thu về 131 tỷ bạth. Thị
trƣờng xuất khẩu gạo chủ yếu của nƣớc này là Cộng hòa Benin nhập khẩu 1,07
triệu tấn gạo Thái Lan, tiếp theo là Nam Phi với 725.461 tấn, Mỹ là 559.957 tấn
và Trung Quốc là 471.339 tấn. Gần đây, vị trí này đang bị cạnh tranh gay gắt từ
Việt Nam, khi nƣớc ta đã nghiên cứu phát triển thành công các giống gạo trắng
trong, thơm với giá rẻ hơn gạo Thái. Gạo Thái Lan nổi tiếng chất lƣợng cao với

tính mềm dẻo, trắng trong, đặc biệt là tính thơm. Thái Lan có bộ giống lúa thơm
nổi tiếng nhƣ Khao Dawk Mali 105, RD15, Khao Hom Mali Thung Kula RongHai, Pathum Thani 1, Chai Nat 1, Suphan Bur 1, Leuang Pratew 123 và Plai

8


Ngahm… đã góp phần tạo nên thƣơng hiệu của gạo thơm “Hom Mali” Thái Lan,
trên thị trƣờng thế giới luôn có giá bán cao hơn hẳn các loại gạo khác.
Theo số liệu của Bộ Công Thƣơng Ấn Độ, tổng kim ngạch xuất nhập
khẩu hàng hóa trong năm tài khóa 2018-2019 (4/2018-3/3019) đạt 838,46 tỷ
USD, tăng 9,02% so với cùng kỳ năm trƣớc đạt 769,11 tỷ USD; trong đó xuất
khẩu đạt 331,02 tỷ USD, tăng 9,06% so với mức 303,53 tỷ USD của cùng kỳ
năm trƣớc, đây là mức cao kỷ lục từ trƣớc tới nay, trƣớc đó vào năm tài khóa
2013-14, xuất khẩu hàng hóa của Ấn Độ đã đạt 314,4 tỷ USD, tuy nhiên, xuất
khẩu các năm sau đó đã liên tục đat mức dƣới 305 tỷ USD; nhập khẩu đạt
507,44 tỷ USD, tăng 8,99% so với 465,58 tỷ USD của năm trƣớc (Bộ Công
thƣơng Việt Nam, 2019).
Ở Ấn Độ, lúa đƣợc trồng trên khoảng 45 triệu ha mỗi năm với sản lƣợng
104 triệu tấn. Nhu cầu gạo của Ấn Độ đƣợc ƣớc tính sẽ tăng lên 122 triệu tấn
vào năm 2020, tƣơng đƣơng với mức tăng chung là 22% trong 10 năm tới.
Nhƣng, bằng chứng hiện tại cho thấy năng suất yếu tố giảm và năng suất lúa cao
do tài nguyên thiên nhiên mệt mỏi, mực nƣớc giảm, tăng khan hiếm lao động và
thiếu năng lƣợng, giá nhiên liệu leo thang và thay đổi điều kiện khí hậu. Do đó,
tăng năng suất phải đạt đƣợc bằng cách sử dụng ít nƣớc, lao động, đất đai và
năng lƣợng. (Kanwar Singh & cs., 2013). Các giống lúa địa phƣơng phổ biến
của Ấn Độ bao gồm: Chudi Dhan, Turia Kabri, Lal Dhan, Lal Chudi Dhan,
Gudma Dhan, Tulsighati, Jondra-Dagd… (A.P. Dwivedi, 2016). Nổi bật nhất là
giống lúa Basmati có hạt rất dài (9.00 mm), chất lƣợng nấu nƣớng tốt với mùi
thơm dễ chịu, độ bền thể gel rất thấp, hƣơng vị thơm ngon và dễ tiêu hóa
(Vijaipal Singh, 2018).


9


2.2.2. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa ở Viêt Nam
Từ năm 1990 trở lai đây, việc nghiên cứu phát triển thành công các giống
lúa ƣu thế lai đã làm cho năng suất lúa tăng lên đánh kể, cũng nhờ vậy mà Việt
Nam đã trở thành cƣờng quốc xuất khẩu gạo nhƣ hiện nay (Cục Trồng trọt,
2018). Vào những năm cuối thế kỷ 20 nƣớc ta đã nhập nội nhiều giống lúa lai từ
từ Trung Quốc với chi phí cao, các giống này tuy có năng suất cao nhƣng chất
lƣợng gạo chƣa tốt, cùng với đó là sự gia tăng sâu bệnh hại gây ảnh hƣởng xấu
tới sự phát triển chung của cây lúa. Bởi vậy, hiện nay việc nghiên cứu lúa trong
nƣớc đang đƣợc thúc đẩy song song cả 2 hƣớng là nghiên cứu chọn tạo giống
lúa thuần và lúa lai nhằm mục tiêu duy trì năng suất lúa cao đồng thời nâng cao
chất lƣợng gạo. Việc cải tiến và phát triển các giống lúa thuần chất lƣợng cao
đƣợc quan tâm mạnh mẽ hơn. Nhờ vậy mà nhiều giống lúa vừa có năng suất
cao, vừa có chất lƣợng cao đƣợc chọn tạo và đƣa vào cơ cấu ở các vụ. Tại các
tỉnh phía Bắc, nhiều giống năng suất cao, chất lƣợng tốt phát triển mạnh nhƣ:
BC15, Thái Bình 225, Bắc thơm 7, Hƣơng thơm 1, Hƣơng cốm, Dự hƣơng,
Thiên ƣu 8, Đài thơm 8, Nàng Xuân...Tại các tỉnh phía Nam các giống chất
lƣợng xuất khẩu nhƣ: Jasmine 85, Nàng thơm chợ đào, Nàng Hoa, Hƣơng lài,
OM3536, RVT, ST20, ST24, ST25, OM18... đang đƣợc phát triển mạnh ở nhiều
địa phƣơng. Các giống kể trên đều là giống lúa chất lƣợng cao đƣợc nghiên cứu
và chọn tạo trong nƣớc (Cục Trồng trọt, 2018).
Ở Việt Nam, công tác chọn tạo giống lúa gạo dựa trên những tiêu chuẩn
của Thái Lan và IRRI. Theo đó, giống lúa có chiều dài hạt từ 6,61-7,5 mm (rất
dài >7,5), tỷ lệ dài/rộng hạt gạo ≥ 3, tỷ lệ gạo nguyên > 50%, hạt gạo trong, ít
bạc bụng, nhiệt độ hóa hồ trung bình, độ bền thể gel mềm, hàm lƣợng amilose
trung bình (Trần Văn Đạt, 2005).
Chọn giống bằng phƣơng pháp lai cải tiến nhằm cải tạo chất lƣợng cho

giống lúa, điểm đặc biệt ở phƣơng pháp này là lai để tạo biến dị tái tổ hợp và
chọn lọc sau khi lai. Các phƣơng pháp lai có thể áp dụng là lai đơn, lai nhiều bố

10


mẹ, lai trở lại và lai hồi quy. Trong công tác lai tạo và chọn tạo sau lai hiện nay
còn có sự hỗ trợ đắc lực từ cơng nghệ sinh học nhƣ chỉ thị phân tử và bản đồ
gen. Trong các phƣơng pháp lai cải tiến hiện nay thì hiệu quả nhất phải kể đến
phƣơng pháp lai trở lại (backcross) kết hợp với chỉ thị phân tử, khi chuyển đƣợc
gen mong muốn vào giống cần cải tạo với thời gian đƣợc rút ngắn đi rất nhiều.
Chọn giống thông qua đột biến, phƣơng pháp là việc sử dụng tác nhân lý
học (nhiệt độ, ánh sáng, phóng xạ), hóa học (H2O2, HNO2, andehit, muối kim
loại nặng) với liệu lƣợng thích hợp để làm tạo ra nguồn biến dị di truyền.
Phƣơng pháp này giúp tạo ra nguồn biến dị di truyền phong phú cho chọn giống,
khả năng tạo ra giống mới nhanh, ổn định, khơng phân ly, có nhiều đặc tính, tính
trạng q. Ví dụ, trong nghiên cứu chọn dịng lúa Nàng Tét mùa đột biến theo
hƣớng ngắn ngày, chất lƣợng và chống chịu mặn bằng phƣơng pháp sốc nhiệt.
Giống lúa mùa Nàng Tét ven biển đã đƣợc thu thập tại huyện Thạnh Phú (Bến
Tre) để làm nguồn vật liệu nghiên cứu, gây đột biến trên 100 hạt đang nẩy mầm
ở nhiệt độ 50OC trong thời gian 5 phút. Các cá thể đƣợc chọn lọc từ thế hệ M1 M3 theo hƣớng ngắn ngày (<110 ngày), chất lƣợng (amylose <20%), và chịu
mặn (12-14‰). Kết quả cho thấy, có 20 dịng/cá thể đƣợc chọn lọc bằng phƣơng
pháp xử lý đột biến sốc nhiệt ở 50OC trong thời gian 5 phút ở giai đoạn hạt đang
nảy mầm trên giống lúa Nàng Tét mùa qua các thế hệ M1 -M3 với thời gian sinh
trƣởng ngắn (95-100 ngày), chống chịu mặn khá (cấp 3) ở độ mặn 12‰, trung
bình (cấp 5) ở độ mặn 14‰ và chất lƣợng gạo đƣợc cải thiện (amylose 9,6514,54%, độ trở hồ cấp 3, độ bền thể gel cấp 1) so với đối chứng Nàng Tét mùa
không qua xử lý đột biến (thời gian sinh trƣởng 180 ngày, chịu mặn trung bình
cấp 5 ở độ mặn 12‰, nhiễm cấp 7 ở độ mặn 14‰, amylose 20-25%, độ trở hồ
cấp 1, độ bền thể gel cấp 3). Trong đó, có 8 dịng/cá thể có triển vọng cho năng
suất cao nhất (35,35-65,08 g/cây) so với đối chứng 33,69 g/cây.


11


Sơ đồ chọn giống lúa Nàng Tét mùa đột biến (2019)

2.3. Các đặc điểm nông sinh học liên quan đến hình thành năng suất và chất
lƣợng ở cây lúa
2.3.1. Các đặc điểm nơng sinh học liên quan đến hình thành năng suất
Năng suất lúa đƣợc tạo thành bởi các yếu tố chính: Số bơng/đơn vị diện
tích, số hạt/bơng, tỷ lệ hạt chắc và khối lƣợng nghìn hạt. Trong đó, ba chỉ tiêu
quan trọng đƣợc gọi là yếu tố cấu thành năng suất bao gồm: Số bơng/khóm, số
hạt/bơng và khối lƣợng nghìn hạt. Mỗi tính trạng cấu thành năng suất lúa là một
tính trạng nơng học phức hợp do nhiều gen kiểm sốt, đƣợc gọi chung là tính
trạng di truyền số lƣợng (QTLs) (Lê Huy Hàm, 2015). Công tác nghiên cứu
chọn tạo giống lúa năng suất cao hiện nay thƣờng chú trọng vào khai thác các
tính trạng di truyền có ảnh hƣởng trực tiếp tới năng suất là: số hạt/bông, tỷ lệ hạt
chắc, khối lƣợng 1000 hạt.
Số hạt/bơng là tính trạng có liên quan trực tiếp tới năng suất lúa. Tính
trạng này vừa đƣợc kiểm soát bởi yếu tố di truyền nhƣng lại vừa chịu ảnh hƣởng
bởi điều kiện môi trƣờng, tƣơng ứng với công thức P = G x E (trong đó P là biểu

12


hiện kiểu hình; G là yếu tố di truyền và E là yếu tố mơi trƣờng). Các nghiên cứu
khoa học gần đây cho thấy số hạt/bông của cây lúa là tính trạng di truyền số
lƣợng (QTLs) và do nhiều gen quy định (tính trạng đa gen).
Tỷ lệ hạt chắc là yếu tố ảnh hƣởng không nhỏ đến năng suất lúa. Tỷ lệ hạt
chắc thƣờng có độ dao động khá rộng từ 70-95%, ở điều kiện môi trƣờng thuận

lợi cao sẽ có giống đạt tỷ lệ chắc tới 95-98%, nhƣng cũng có những giống chỉ
đạt dƣới 70% do bản thân giống không mang gen tƣơng hợp rộng (Nguyễn Thị
Trâm, 2002). Tỷ lệ hạt chắc có liên quan mật thiết tới đặc điểm di truyền của
từng dòng, giống do bản chất của các giống làm bố mẹ khi lai. Đây là tính trạng
di truyền số lƣợng, đƣợc kiểm sốt bởi 1 nhóm gen/locus (di truyền đa gen).
Khối lƣợng 1000 hạt cũng là 1 yếu tố quan trọng quyết định năng suất lúa,
đây là tính trạng di truyền số lƣợng. Tính trạng này đƣợc quyết định bởi đặc tính
di truyền của giống và ít chịu ảnh hƣởng bởi các yếu tố môi trƣờng. Yếu tố mơi
trƣờng ít nhiều chịu ảnh hƣởng bởi mơi trƣờng ở thời kỳ giảm nhiễm (18 ngày
trƣớc trỗ) và thời kỳ vào chắc (15-25 ngày sau trỗ) (Phạm Văn Cƣờng, 2015)
Trong các yếu tố tạo thành năng suất, số bơng quyết định khoảng 74%
năng suất, cịn số hạt/bơng và khối lƣợng hạt chiếm phần còn lại (26%). Bởi vậy
trong cơng tác chọn giống năng suất, kiểu hình là yếu tố nhận đƣợc nhiều sự
quan tâm. Các giống lúa hiện nay thƣờng ƣu tiên kiểu hình thấp cây, đẻ nhánh
khỏe, lá đứng, lá địng có kích thƣớc phù hợp, bơng lớn và số hạt nhiều (Phạm
Văn Cƣờng, 2015)

13


Bảng 2.3 Mức độ đóng góp của các yếu tố vào năng suất lúa
Mức độ đóng góp vào năng
Nguồn biến động

suất (%)
Tƣơng đối

Tuyệt đối

60,2


74

Phần trăn hạt chắc (F) và M 1000 hạt (M)

21,2

26

Số hạt trên m2 (N) và phần trăm hạt chắc (F)

75,7

93

Số hạt trên m2 (N) và M 1000 hạt (M)

78,5

96

Tất cả N. F. M

81,4

100

Số hạt trên m2 (N)

(Nguồn: Yoshida và Parao. 1976 )

2.3.2. Các đặc điểm nông sinh học liên quan đến chất lượng gạo
Chất lƣợng lúa gạo chịu ảnh hƣởng của 4 yếu tố: bản chất di truyền của
giống, điều kiện sinh thái, kỹ thuật trồng trọt và kỹ thuật chế biến bảo quản sau
thu hoạch. Ngƣời ta chia chất lƣợng lúa gạo thành 4 loại sau đây: (1) Chất lƣợng
xay xát (Milling quality); (2) Chất lƣợng thƣơng phẩm (Maket quality); (3) Chất
lƣợng nấu nƣớng (Cooking quality) và chất lƣợng dinh dƣỡng (Nutrial quality)
(Murata, et al, 2014).
Phẩm chất xay chà bao gồm tỉ lệ gạo nguyên, gạo lức và gạo trắng. Mùa
vụ có ảnh hƣởng rất lớn đến tỉ lệ xay chà. Ở vụ Đông Xuân, tỉ lệ xay chà thƣờng
tốt và cao hơn vụ Hè Thu, ngồi ra tỉ lệ này cũng liên quan đến cơng nghệ sau
thu hoạch. Tỉ lệ vỏ trấu trung bình từ 20 - 22%, có thể thay đổi từ 18 - 26%.
Cám và phơi hạt chiếm 8 - 10%, do đó tỉ lệ gạo trắng thƣờng ở vào khoảng 70%
(Khush và ctv., 1979). Tỉ lệ gạo trắng và tỉ lệ gạo lức ít biến động và nó cũng
phụ thuộc vào mơi trƣờng (Bùi Chí Bửu & ctv., 1997). Tỉ lệ gạo nguyên biến

14


động rất lớn và chịu ảnh hƣởng rất mạnh mẽ của môi trƣờng, đặc biệt là nhiệt độ
và ẩm độ trong suốt thời gian chín, kéo dài đến lúc sau thu hoạch, đặc biệt là
điều kiện phơi sấy, bảo quản. Sự rạn nứt hạt thƣờng do nắng, sự thay đổi nhanh
của ẩm độ khơng khí, những điều kiện khơng thuận lợi của mơi trƣờng trong
suốt q trình chín của hạt, thu hoạch chậm trong mùa khơ cũng làm hạt có độ
ẩm thấp. Dạng hạt ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng xay chà, hạt mảnh, dài và
độ bạc bụng càng cao thì tỉ lệ gạo ngun càng thấp. Kích thƣớc hạt do gen đa
gen tƣơng tác cộng tính điều khiển (Takeda, 1980).
Chất lƣợng thƣơng phẩm của gạo bao gồm các yếu tố: hình dạng, kích
thƣớc hạt, độ trắng trong và tỷ lệ bạc bụng. Hình dạng và kích thƣớc hạt đƣợc đo
theo chiều dài và chiều rộng của hạt gạo trắng, tính tỷ lệ dài/rộng. Chiều dài và
hình dạng hạt di truyền theo số lƣợng. Chiều dài và hình dạng hạt di truyền độc

lập nhau và có thể kết hợp đƣợc với các tính trạng phẩm chất nhƣ hàm lƣợng
amylose, hay với kiểu cây, thời gian sinh trƣởng… (Jenning & cs., 1979). Độ
trong suốt của hạt gạo phụ thuộc vào tính chất của phơi nhũ, vết đục xuất hiện ở
lƣng, bụng hoặc trung tâm hạt gạo. Hạt tinh bột ở vùng bạc bụng sắp xếp rời rạc,
có cấu trúc kém chặt chẽ hơn vùng trong suốt, tạo khe hở chứa khơng khí giữa
các hạt tinh bột hình thành vết đục (Del Rosario & ctv.,1968). Chính vì cấu trúc
nhƣ thế nên hạt gạo dễ bị gãy tại điểm có vết đục khi xay chà làm giảm giá trị
thƣơng phẩm của hạt gạo, mặt khác ngƣời tiêu dùng cũng thích hạt gạo có nội
nhũ trong hơn. Những nghiên cứu về di truyền độ bạc bụng của gạo tại Ấn độ và
Hoa kỳ cho thấy độ bạc trắng ở trung tâm hạt do gen wc điều khiển, còn độ bạc
trắng ở bụng hạt do gen wb. Đây là tính trạng bị ảnh hƣởng bởi tƣơng tác đa gen
và môi trƣờng (Nakata & Jackson, 1973). Mức độ bạc bụng có tần suất liên kết
với tính trạng hạt trịn hơn là hạt dài (Somrith, 1974) và chịu tác động của môi
trƣờng.

15


Các đặc tính phẩm chất hạt do yếu tố di truyền và mơi trƣờng quyết định,
tuỳ theo tính trạng, sự thể hiện có thể do yếu tố di truyền, yếu tố kỹ thuật trƣớc
và sau thu hoạch hay do tƣơng tác kiểu gen và mơi trƣờng quyết định. Điều khó
khăn cho phân tích là phần lớn những tính trạng phẩm chất hạt có tƣơng tác kiểu
gen và mơi trƣờng khơng tuyến tính, khó giải thích trong những phân tích đơn
giản (Bùi Chí Bửu & ctv., 1996). Chiều dài hạt gạo là tính trạng ổn định nhất, ít
bị ảnh hƣởng bởi môi trƣờng, đƣợc điều khiển bởi đa gen (Somrith, 1974). Thứ
tự mức độ tính trội đƣợc ghi nhận nhƣ sau: hạt dài> hạt trung bình> hạt ngắn>
hạt rất ngắn. Thị hiếu ngƣời tiêu dùng về dạng hạt luôn thay đổi, có nơi thích
dạng hạt trịn, có nơi thích dạng hạt gạo dài trung bình, nhƣng dạng hạt gạo thon
dài thƣờng ngƣời tiêu dùng thế giới ƣu chuộng hơn cả nên đƣợc tiêu thụ nhiều
nhất trên thị trƣờng quốc tế (Khush & cs., 1979).

Chất lƣợng nấu nƣớng có thể hiểu là chất lƣợng cơm bao gồm hàm lƣợng
amylose, nhiệt độ trở hồ, độ bền thể gel và hƣơng vị cơm (mùi thơm). Trong các
tính trạng về phẩm chất cơm hàm lƣợng amylose đƣợc xem là tính trạng có ý
nghĩa quyết định đến sự mềm cơm hoặc ngƣợc lại. Hàm lƣợng amylose cao có
tính trội khơng hồn tồn so với hàm lƣợng amylose thấp, nó do một gen điều
khiển kèm theo một số modifiers (gen phụ có tính chất cải tiến) (Heu & Park,
1976). Đối với tính trạng mùi thơm ngƣời ta đã chứng minh chất 2 - acetyl - 1 pyrroline có trong giống Basmati 370 và Jasmine quyết định sự thể hiện mùi
thơm. Theo Riana Widjaja & cs (1996) cho rằng các hợp chất: pentanol,
hexanol, benzaldehyde và 2 – acetyl - 1 pyrroline, trong đó 2 – acetyl - 1
pyrroline là thành phần chính trong mùi thơm của gạo. Nghiên cứu di truyền của
mùi thơm trên lúa cho thấy rằng gen mùi thơm đƣợc kiểm chứng bởi một gen
lặn (Berner & Hoff, 1986).

16