Luận án Tuyển chọn giống lúa ngắn ngày và xác định các biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp ở tỉnh Quảng Bình

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN XUÂN KỲ TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY VÀ XÁC ĐỊNH CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC PHÙ HỢP Ở TỈNH QUẢNG BÌNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HUẾ - 2017 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN XUÂN KỲ TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY VÀ XÁC ĐỊNH CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC PHÙ HỢP Ở TỈNH QUẢNG BÌNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ SỐ: 62.62.01.10 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. TRẦN THỊ LỆ TS. HOÀNG KIM HUẾ - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Nếu có gì sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Tác giả luận án Nguyễn Xuân Kỳ LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi luôn nhận được sự giúp nhiệt tình về nhiều mặt của các thầy cô giáo, lãnh đạo của đơn vị công tác, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng tới PGS.TS. Trần Thị Lệ và TS. Hoàng Kim, là những người cô, thầy giáo hướng dẫn khoa học luôn tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu để đi đến hoàn thành luận án này; Tôi xin chân thành cảm ơn Ban đào tạo, Đại học Huế; Lãnh đạo Trường Đại học Nông Lâm Huế, Phòng Đào tạo Sau Đại học cùng các thầy, cô giáo trường Đại học Nông Lâm Huế, Khoa Nông học đã nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn và mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu; Tôi cũng xin bày tỏ lời cảm ơn đến lãnh đạo và đồng nghiệp thuộc CTCP Tổng Công ty Nông nghiệp Quảng Bình, Công ty TNHH MTV Giống Cây trồng Quảng Bình, Sở NN&PTNT Quảng Bình, Sở KH&CN Quảng Bình, Viện Cây Lương thực Cây Thực phẩm; các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp đã luôn giúp đỡ, động viên và đóng góp nhiều ý kiến quý báu để tôi thực hiện hoàn thành đề tài nghiên cứu luận án; Tôi vô cùng biết ơn gia đình, cha mẹ đã sinh thành và chịu nhiều vất vả để nuôi dưỡng tôi nên người; xin cảm ơn đến người vợ hiền cùng các con của tôi đã tạo mọi điều kiện và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả luận án Nguyễn Xuân Kỳ MỤC LỤC MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. TÍNH CẤP THIẾT ...................................................................................................... 1 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI .......................................................................................... 3 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .......................................... 3 3.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................... 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................................... 3 4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU .......................................................................................... 4 5. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ........................................................................... 4 Chương I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................................. 5 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................ 5 1.1.1. Giới thiệu về cây lúa .............................................................................................. 5 1.1.2. Cơ sở khoa học của tuyển chọn giống lúa ngắn ngày ........................................... 8 1.1.3. Cơ sở khoa học của nghiên cứu mật độ gieo sạ lúa ............................................ 20 1.1.4. Cơ sở khoa học của nghiên cứu phân bón cho lúa .............................................. 22 1.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................... 25 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên Thế giới và Việt Nam ..................... 25 1.2.2. Các kết quả chọn tạo giống lúa ở Việt Nam ........................................................ 28 1.2.3. Nghiên cứu về phân bón cho lúa trên Thế giới và Việt Nam .............................. 30 1.2.4. Các kết quả nghiên cứu về mật độ gieo trên Thế giới và Việt Nam. .................. 36 1.2.5. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và tình hình sản xuất lúa tại Quảng Bình ..... 37 Chương II. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 43 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................................ 43 2.1.1. Phân bón .............................................................................................................. 43 2.1.2. Giống lúa ............................................................................................................. 43 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................................................. 45 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 45 2.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm ............................................................................ 45 2.3.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp đánh giá .............................................. 48 2.3.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu .............................................................. 52 Chương III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................... 53 3.1. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY, NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG CÓ TRIỂN VỌNG, PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN SẢN XUẤT TẠI QUẢNG BÌNH VỤ ĐX2013-2014 VÀ HT 2014 ........................................................................ 53 3.1.1. Một số đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm vụ ĐX2013-2014 và HT2014 .......................................................................................................................... 53 3.1.2. Nghiên cứu phản ứng sâu bệnh hại của các giống lúa thí nghiệm, vụ ĐX2013- 2014 và HT2014 ............................................................................................................ 57 3.1.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm, vụ ĐX2013 - 2014 và HT2014 ........................................................................................... 58 3.1.4. Kết quả đánh giá độ ổn định về năng suất và tính thích nghi của các giống lúa thí nghiệm tại các điểm nghiên cứu, vụ ĐX2013 - 2014 và HT2014 ................................. 61 3.1.5. Nghiên cứu về chất lượng hạt gạo của các giống lúa thí nghiệm, vụ ĐX2013 - 2014 và HT2014 ............................................................................................................ 64 3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THÂM CANH SẢN XUẤT GIỐNG LÚA MỚI NGẮN NGÀY ĐƯỢC XÁC ĐỊNH SV181 VÀ SVN1 TRÊN ĐẤT PHÙ SA KHÔNG ĐƯỢC BỒI HÀNG NĂM TẠI QUẢNG BÌNH VỤ ĐX2014 - 2015 VÀ HT2015 .................................................................................. 69 3.2.1. Kết quả nghiên cứu lượng giống gieo sạ thích hợp đối với giống lúa SV181 và SVN1 trên đất phù sa không được bồi hàng năm tại Quảng Bình, vụ ĐX2014 - 2015 và HT2015 ..................................................................................................................... 69 3.2.2. Kết quả nghiên cứu lượng phân bón thích hợp đối với giống lúa SV181 và SVN1 trên đất phù sa không được bồi hàng năm tại Quảng Bình, vụ ĐX2014 -2015 và HT2015 .......................................................................................................................... 82 3.2.3. Phân tích hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm trên 2 giống lúa SV181 và SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015........................................... 91 3.3. KẾT QUẢ XÂY DỰNG MÔ HÌNH ỨNG DỤNG MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THÂM CANH GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY SV181 VÀ SVN1 ĐƯỢC ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT TẠI QUẢNG BÌNH, VỤ ĐX2015-2016 VÀ HT2016 ....................................................................................................................................... 93 3.3.1. Một số đặc tính nông học của giống lúa SV181, SVN1 và HT1 (đ/c) ở các mô hình tại Quảng Bình, vụ ĐX2015 - 2016 và HT2016 ................................................... 93 3.3.2. Tình hình sâu bệnh hại trên giống lúa SV181 và SVN1 ở mô hình tại Quảng Bình, vụ ĐX 2015-2016 và HT 2016 ............................................................................ 94 3.3.3. Các yếu tố cấu thành năng suất của giống lúa SV181 và SVN1 ở các mô hình tại Quảng Bình, vụ ĐX2015 - 2016 và HT2016 ................................................................ 95 3.3.4. Năng suất của giống lúa SV181, SVN1 và HT1 (đ/c) ở các điểm mô hình tại Quảng Bình, vụ ĐX2015 - 2016 và HT2016 ................................................................ 96 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................................... 102 1. Kết luận .................................................................................................................... 102 2. Đề nghị .................................................................................................................... 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 105 DANH MỤC VIẾT TẮT BNN và PTNT : Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn BVTV : Bảo vệ Thực vật BT : Bố Trạch D/R : Dài/rộng ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long Đ/C : Đối chứng DHNTB : Duyên hải Nam Trung bộ ĐX : Đông Xuân FAO : Food and Agriculture Organization of the United (Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Liên Hợp Quốc) GCT : Giống cây trồng HT : Hè Thu Kg : Kilôgam KL1.000 hạt : Khối lượng 1.000 hạt KT : Kỹ thuật MT : Miền Trung N/P/K : Đạm/Lân/Kali NLN : Nông Lâm nghiệp NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QN : Quảng Ninh SD : Độ lệch chuẩn SE : Sai số chuẩn TB : Trung bình TCN : Tiêu chuẩn nghành TCVN : Tiêu chuẩn quốc gia TGST : Thời gian sinh trưởng TLGN : Tỷ lệ gạo nguyên TLGX : Tỷ lệ gạo xay TTKKNG SPCT : Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống sản phẩm cây trồng DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 2.1. Nguồn gốc các giống lúa nghiên cứu ............................................................ 43 Bảng 2.2. Mô tả một số đặc điểm chính của các giống lúa thí nghiệm ......................... 44 Bảng 2.3 . Kết hợp các công thức thí nghiệm ............................................................... 46 Bảng 2.4. Kết hợp các công thức thí nghiệm ................................................................ 47 Bảng 3.1. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm vụ ĐX2013-2014 và HT2014 .......................................................................................................................... 53 Bảng 3.2. Chiều cao cây, diện tích lá đòng và số lá/cây các giống thí nghiệm ............ 54 Bảng 3.3. Một số đặc điểm hình thái của các giống lúa thí nghiệm ............................. 56 Bảng 3.4. Tình hình sâu, bệnh hại trên các giống lúa thí nghiệm ................................. 57 Bảng 3.5. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí nghiệm ...................... 58 Bảng 3.6. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các giống lúa thí nghiệm ..... 59 Bảng 3.7. Độ ổn định về năng suất của các giống lúa thí nghiệm vụ ĐX2013 - 2014 . 62 Bảng 3.8. Độ ổn định về năng suất của các giống lúa thí nghiệm vụ Hè Thu .............. 62 Bảng 3.9. Chỉ số môi trường của các điểm thí nghiệm (Ij) ........................................... 63 Bảng 3.10. Một số chỉ tiêu về hình thái hạt gạo của các giống lúa thí nghiệm vụ ĐX2013 - 2014 và HT2014 tại Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình .................................... 64 Bảng 3.11. Một số chỉ tiêu về hình thái hạt gạo của các giống lúa thí nghiệm vụ ĐX2013 - 2014 và HT2014 tại Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình ......................................... 64 Bảng 3.12. Đặc tính chất lượng gạo của các giống lúa thí nghiệm vụ ĐX2013 - 2014 và HT2014 tại Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình ............................................................... 65 Bảng 3.13. Đặc tính chất lượng gạo của các giống lúa thí nghiệm vụ ĐX2013 - 2014 và HT2014 tại Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình ................................................................... 65 Bảng 3.14. Các chỉ tiêu về chất lượng ăn uống của các giống lúa thí nghiệm vụ ĐX 2013 - 2014 và HT2014 tại Quảng Ninh và Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình ..................... 66 Bảng 3.15. Chất lượng xay xát của các giống lúa thí nghiệm ĐX2013 - 2014 và HT2014 tại Quảng Ninh và Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình ............................................... 67 Bảng 3.16. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của giống lúa SV181 và SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 ............................................................... 70 Bảng 3.17. Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ đến khả năng đẻ nhánh và chiều cao cây của giống lúa SV181 và SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 ........ 71 Bảng 3.18. Ảnh hưởng của lượng giống gieo sạ đến chỉ số diện tích lá, diện tích lá đòng và độ tàn lá của giống lúa SV181 và SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 ..................................................................................................................... 73 Bảng 3.19. Ảnh hưởng của lượng giống gieo sạ đến khả năng tích lũy chất khô của giống lúa SV181 và SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 .............. 74 Bảng 3.20. Tình hình sâu hại trên giống lúa SV181 và SVN1 ở các công thức thí nghiệm ........................................................................................................................... 76 Bảng 3.21. Ảnh hưởng của lượng giống gieo sạ đến các yếu tố cấu thành năng suất của giống lúa SV181, SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 .................. 77 Bảng 3.22. Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ đến năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của giống lúa SV181, SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 ........................ 79 Bảng 3.23. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của giống lúa SV181 và SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 ............................................................... 82 Bảng 3.24. Ảnh hưởng lượng phân bón đến khả năng đẻ nhánh và chiều cao cây của giống lúa SV181 và SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 .............. 84 Bảng 3.25. Ảnh hưởng phân bón đến chỉ số diện tích lá, diện tích lá đòng và độ tàn lá của giống lúa SV181 và SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX2014 - 2015 và HT2015 ......... 85 Bảng 3.26. Ảnh hưởng của lượng phân bón đến khả năng tích lũy chất khô của giống lúa SV181 và SVN1 vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 tại Quảng Bình ......................... 85 Bảng 3.27. Tình tình bệnh hại đối với giống lúa SV181 và SVN1 ở các công thức thí nghiệm ........................................................................................................................... 87 Bảng 3.28. Ảnh hưởng của lượng phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất của giống lúa SV181, SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 .................. 88 Bảng 3.29. Ảnh hưởng lượng phân bón đến năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của giống lúa SV181, SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 ............ 89 Bảng 3.30. Hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm trên giống lúa SV181 và SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX 2014 - 2015 và HT2015 (trung bình 2 vụ) ................... 91 Bảng 3.31. Một số đặc điểm nông học của giống SV181 và SVN1 ở các mô hình trong vụ ĐX 2015-2016 và HT 2016 ...................................................................................... 93 Bảng 3.32. Tình hình sâu bệnh hại đối với giống lúa SV181 và SVN1 trong vụ ĐX 2015-2016 và HT 2016 .................................................................................................. 94 Bảng 3.33. Các yếu tố cấu thành năng suất của giống lúa ở các mô hình .................... 95 Bảng 3.34. Năng suất của giống lúa SV181, SVN1 và HT1 (đ/c) tại các mô hình ...... 97 Bảng 3.35. Hiệu quả kinh tế của mô hình sản xuất giống lúa SV181 tại Quảng Bình, vụ ĐX2015-2016 và HT2016 ............................................................................................. 98 Bảng 3.36. Hiệu quả kinh tế của mô hình sản xuất giống lúa SVN1 tại Quảng Bình, vụ ĐX2015-2016 và HT2016 ............................................................................................. 99 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sự phân bố lúa trồng trên thế giới Hakim MA và cs (2013) ........................... 6 Hình 3.2. Biểu đồ năng suất lý thuyết và năng suất thục thu các giống vụ Hè thu 2014 tại các điểm thí nghiệm .................................................................................................. 60 Hình 3.3: Tương quan giữa lượng giống gieo sạ với hàm lượng hợp chất khô của giống lúa SV181 và SVN1 giai đoạn chín ............................................................................... 76 Hình 3.4: Biểu đồ so sánh năng suất thực thu của giống SV181 và SVN1 ở các lượng giống gieo sạ khác nhau trong vụ ĐX và HT ................................................................ 80 Hình 3.5. Tương quan giữa lượng giống gieo sạ với năng suất thực thu của giống lúa SV181 và SVN1 ............................................................................................................ 81 Hình 3.6: Tương quan giữa lượng phân bón với hàm lượng hợp chất khô của giống lúa SV181 và SVN1 giai đoạn chín ..................................................................................... 87 Hình 3.8: Tương quan giữa tổ hợp phân bón với năng suất thực thu của giống lúa SV181 và SVN1 ............................................................................................................ 91 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT An ninh lương thực, khủng hoảng năng lượng, biến đổi khí hậu toàn cầu, ô nhiễm môi trường là ba vấn đề lớn của nhân loại. Việt Nam với trên 75% dân số phụ thuộc chủ yếu vào sản xuất nông nghiệp và 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lương thực chính. Năm 2014, diện tích đất trồng lúa của Việt Nam là 7,78 triệu ha, năng suất trung bình đạt 5,77 tấn/ha và tổng sản lượng đạt 44,48 triệu tấn (FAO, 2015) [79]. Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012) [18], dự báo đến năm 2100 mực nước biển sẽ dâng cao 1m và sẽ có khoảng 2,5% diện tích đất nông nghiệp ven biển miền Trung bị ngập lụt, GDP giảm 10%, tác động trực tiếp đến 8,9% dân số và đói nghèo sẽ tăng từ 21,2 - 35,0%. Theo Hossain MA và cs (2012) [83], nước biển dâng là một trong những nguyên nhân chính làm tăng nhanh diện tích đất nhiễm mặn và là một thách thức lớn đối với sản xuất lúa bền vững. Theo Hoàng Kim (2016) [47], ở Việt Nam cây lúa là cây lương thực chính và có vị trí trọng yếu trong an ninh lương thực. Ở Việt Nam cây lúa chiếm diện tích gieo trồng và sản lượng lớn nhất. Ngành sản xuất lương thực là ngành quan trọng nhất của nông nghiệp Việt Nam. Trong cơ cấu kinh tế của đất nước, nông nghiệp Việt Nam có vai trò làm giá đỡ nền tảng, đóng góp 22,1% GDP, gần 30% giá trị xuất khẩu và trên 60% lực lượng lao động. Theo Bộ NN&PTNT (2015) [17], sản phẩm từ lúa gạo là thức ăn không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của mỗi người dân Việt Nam nói riêng và đông đảo cộng đồng dân cư trên Thế giới nói chung. Tốc độ tăng năng suất lúa gạo Vi