Kết quả nghiên cứu, chọn tạo giống lúa chịu hạn cho vùng đất cạn nhờ nước trời và vùng đất khó khăn về nước

Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai  383 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHỊU HẠN CHO VÙNG ĐẤT CẠN NHỜ NƯỚC TRỜI VÀ VÙNG ĐẤT KHÓ KHĂN VỀ NƯỚC 1Đỗ Việt Anh, 1Nguyễn Xuân Dũng, 1Trần Văn Tứ 1Nguyễn Anh Dũng, 2Nguyễn Văn Chinh (1):Viện Cây lương thực và CTP;(2):Viện KHKT Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc I. ĐẶT VẤN ĐỀ Biến đổi khí hậu đang là mối quan tâm chung của các nước trên thế giới. Biến đổi khí hậu là nguyên nhân làm tăng, đồng thời làm thay đổi tần suất và cường độ các hiện tượng thời tiết bất thuận như: bão, mưa lớn, hạn hán. Trong 50 năm gần đây, Việt Nam là một trong 5 quốc gia ở Châu Á bị ảnh hưởng nặng nề và bị thiệt hại đáng kể về tài sản mà hạn, lũ và bão gây ra. Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, chỉ trong năm 2013, hạn, lũ và bão đã làm thiệt hại khoảng 25.000 tỷ đồng, là năm bị thiệt hại lớn nhất trong vài chục năm gần đây. Số liệu của Trung tâm Sống và Học vì Môi trường và Cộng đồng (01/2013) cho rằng, thiệt hại do biến đổi khí hậu gây ra khoảng 5% GDP, tương đương 15 tỷ USD/năm và dự kiến khoảng 11% GDP vào năm 2030 ở Việt Nam. Từ thực tiễn trên cho thấy, giải pháp chọn tạo và sử dụng giống lúa chịu hạn được xem là một trong những giải pháp hữu hiệu, tiết kiệm và ít bị chi phối bởi vấn đề kinh phí đối với vùng sinh thái hạn. Bên cạnh giống lúa địa phương, các giống lúa chịu hạn cải tiến còn rất ít về số lượng và chủng loại, chưa đáp ứng kịp thời yêu cầu của sản xuất hiện nay. Vì vậy việc nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu hạn mới là cần thiết, bổ sung thêm giống lúa chịu hạn tốt, năng suất và chất lượng cho vùng đất cạn nhờ nước trời hoặc các vùng sinh thái có điều kiện khó khăn, đồng thời góp phần duy trì và ổn định an ninh lương thực tại các tỉnh trung du, miền núi phía Bắc, Miền Trung và Tây Nguyên. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu - Nhóm I: Giống lúa cho vùng đất khó khăn về nước: gồm LCH33, Sơn Lâm 2 (LCH37), CH16, CH19 và CH207 hoặc CH5 (Đối chứng). - Nhóm II: Giống lúa cho vùng đất cạn hoàn toàn nhờ nước trời: gồm CH10, CH12, PT46, PT105 và LC93- 4 (Đối chứng). 2.2. Phương pháp nghiên cứu Thực hiện theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống lúa (QCVN 01-55:2011/BNNPTNT) Đánh giá khả năng chịu hạn trong điều kiện hạn nhân tạo thông qua tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ rễ mầm đen ở nồng độ muối KClO3 3%, cũng như xác định tỷ lệ nảy mầm của hạt bằng dung dịch đường saccarin ở nồng độ 01%. Độ ẩm cây héo của giống được xác định trong giai đoạn lúa trỗ - chín ở điều kiện hạn nhân tạo, mỗi giống được gieo ở chậu vại với 3 lần nhắc lại. Đánh giá tính chịu hạn đồng ruộng thông qua các đặc điểm nông sinh học và hình thái theo thang điểm SES của IRRI (Standard evaluation system for rice, 2002). Các chỉ tiêu đánh giá khả năng chịu hạn gồm: độ cuốn lá, khả năng phục hồi sau hạn, khả năng trỗ thoát và tỷ lệ kết hạt của giống lúa ở các giai đoạn đẻ nhánh, trỗ bông và lúa chín. Số liệu năng suất được xử lý thống kê bằng chương trình IRRISTAT ver. 5.0. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc điểm nông sinh học của giống lúa chịu hạn Kết quả nghiên cứu cho thấy, các giống lúa thuộc nhóm I có thời gian sinh trưởng từ 108 đến 120 ngày, ít nhiễm sâu bệnh và khả năng chống đổ trung bình ở vùng đất khó khăn về nước. Đối với các giống lúa thuộc nhóm II, thời gian sinh trưởng biến động từ 103 đến 118 ngày, đồng thời ít nhiễm sâu bệnh và khả năng chống đổ trung bình ở vùng đất cạn hoàn toàn nhờ nước trời (Bảng 1). VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM  384 Bảng 1. Đặc điểm nông sinh học chủ yếu của giống lúa chịu hạn Tt Giống Thời gian sinh trưởng vụ mùa (ngày) Cao cây (cm) Khả năng chống chịu (điểm) Đạo ôn Bạc lá Rầy nâu Chống đổ Nhóm I 1 CH207 121 118 1 3 1-3 3 2 LCH33 108 110 1 3 1-3 3 3 Sơn Lâm 2 109 112 1 1-3 1-3 3 4 CH16 113 100 1 1 1-3 3 5 CH19 115 107 1 3 1-3 3 Nhóm II 6 LC93-4 111 116 1 1-3 3 3 7 CH10 103 115 1 1-3 1 3 8 CH12 118 118 1 1-3 1 3 9 PT46 112 124 1 3 1-3 3-5 10 PT105 116 117 1 3 1-3 3-5 3.2. Khả năng chịu hạn của giống lúa Bảng 2. Khả năng chịu hạn của các dòng giống lúa ở điều kiện nhân tạo, năm 2013- 2014 Đơn vị tính: % TT Dòng, giống Tỷ lệ hạt nảy mầm ở dd Saccarin 1% Tỷ lệ hạt nảy mầm ở dd KClO3 3,0% Tỷ lệ rễ mầm đen ở dd KClO3 3,0% sau 14 ngày xử lý Nhóm I 1 CH207 (đ/c) 47,7 70,3 19,3 2 LCH33 46,3 67,1 24,1 3 Sơn Lâm 2 47,7 70,7 19,1 4 CH16 49,1 72,3 18,7 5 CH19 45,7 65,3 25,7 Nhóm II 6 LC93-4 (đ/c) 62,1 83,3 11,3 7 CH10 58,7 81,7 12,7 8 CH12 60,1 83,1 12,1 9 PT46 23,7 39,0 89,3 10 PT105 19,1 37,3 91,1 - Khả năng chịu hạn của các giống lúa ở điều kiện nhân tạo: Khả năng chịu hạn của các dòng giống lúa được xác định bởi tỷ lệ hạt nảy mầm, tỷ lệ rễ mầm đen ở dung dịch KClO3 3,0%. Mức độ phản ứng của các dòng giống lúa là khác nhau với dung dịch saccarin 1% hoặc KCLO3 3 % về tỷ lệ hạt nảy mầm, cũng như tỷ lệ rễ mầm đen. Từ kết quả nghiên cứu nhận thấy, giống lúa có tỷ lệ hạt nảy mầm càng cao, đồng thời có tỷ lệ rễ mầm đen thấp thì khả năng chịu hạn càng cao và ngược lại. Dựa vào tỷ lệ hạt nảy mầm và tỷ lệ rễ mầm đen ở dung dịch đường saccarin 1% và dung dịch muối KCLO3 3 %, có thể chia các giống lúa thành 2 nhóm, cũng như hướng sử dụng các giống lúa cho vùng đất khó khăn về nước hoặc vùng đất cạn nhờ nước trời (Bảng 3). Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai  385 Bảng 3. Phân nhóm và hướng sử dụng giống lúa chịu hạn cho vùng đất khó khăn về nước hoặc vùng đất cạn nhờ nước trời TT Phân nhóm, hướng sử dụng Tỷ lệ hạt nảy mầm ở dung dịch Saccarin 1%, (%) Tỷ lệ rễ mầm đen ở dung dịch KCLO3 3 %, (%) 1 Lúa chịu hạn, gieo cấy ở vùng đất khó khăn về nước >45 18 - 25 2 Lúa cạn, gieo sạ ở vùng đất cạn nhờ nước trời hoàn toàn >58 11 - 13 - Khả năng chịu hạn của các giống lúa ở điều kiện đồng ruộng: Bảng 4. Khả năng chịu hạn của các dòng giống lúa tại Hà Nội và Phú Thọ, vụ mùa 2014 Đơn vị tính: điểm TT Giống, loại đất Giai đoạn đẻ nhánh (hạn 15 ngày) Giai đoạn phân hóa đòng (hạn 18 ngày) Giai đoạn trỗ- chín (hạn 15 ngày) Khả năng chịu hạn Độ cuốn lá KN phục hồi Độ cuốn lá KN phục hồi Độ tàn lá KN trỗ thoát Đất khó khăn về nước tại Hà Nội 1 CH207 (đ/c) 3 3 3 3 3 3 3 2 LCH33 3 3 3 3-5 5 3 3-5 3 Sơn Lâm 2 3 3 3 3 3 3 3 4 CH16 3 3 3 3 3 3 3 5 CH19 3-5 3 3 3-5 3-5 3 3-5 Ẩm độ đất tầng 0 -20 cm (%) 44,3 55,7 47,5 Đất cạn nhờ nước trời tại Phú Thọ 1 LC93-4 (đ/c) 1 1 1 1 3 1 1 2 CH10 1 1 1 1-3 3 1 1 3 CH12 1 1 1 1-3 3 1 1 4 PT46 3 3 3-5 3-5 5 3 3-5 5 PT105 3 3 3-5 3-5 5 3 3-5 Ẩm độ đất tầng 0 -20 cm (%) 24,7 31,3 35,1 Kết quả đánh giá ở Bảng 4 cho thấy: giống CH16, Sơn Lâm 2 có độ cuốn của lá, khả năng phục hồi sau hạn, độ tàn lá và khả năng trỗ thoát tương đương giống CH207 với ẩm độ đất 44,3 % ở giai đoạn đẻ nhánh, 55,7 % ở giai đoạn phân hoá đòng và 47,5 % ở giai đoạn trỗ bông- chín tại Hà Nội. Ở điều kiện đất cạn nhờ nước trời tại Phú Thọ, CH10 và CH12 có độ cuốn của lá, khả năng phục hồi sau hạn, độ tàn lá và khả năng trỗ thoát cũng cho kết quả tương tự như giống đối chứng LC93- 4 với ẩm độ đất 24,7%, 31,3% và 35,1% trong các giai đoạn đẻ nhánh, phân hóa đòng và trỗ bông - chín. 3.3. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất Từ số liệu thu được tại Hòa Bình, Bắc Kạn và Phú Thọ vụ xuân 2014 nhận thấy các giống lúa thuộc nhóm I có tỷ lệ hạt lép từ 12,2 – 20,4% và khối lượng 1000 hạt đạt 21,3 - 25,8g. Năng suất của các giống lúa chịu hạn mới đạt 50,2 - 56,2 tạ/ha, trong đó CH16 có năng suất cao hơn giống đối chứng CH5 với mức độ đáng tin cậy (Bảng 5). Ở điều kiện đất cạn nhờ nước trời tại Phú Thọ, các giống lúa thuộc nhóm II có tỷ lệ hạt lép từ 22,3 – 27,3% và khối lượng 1000 hạt đạt 22,1- 24,3g. Năng suất của giống lúa cạn CH10 đạt 45,3 tạ/ha; Tương tự CH12 đạt 46,7 tạ/ha, cao hơn giống đối chứng LC93-4 (40,1tạ/ha) ở mức độ đáng tin cậy. Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai  386 Bảng 5. Năng suất và yếu tố năng suất của một số giống lúa chịu hạn vụ xuân 2014 tại Hòa Bình, Bắc Kạn và Phú Thọ T T Giống, loại đất gieo trồng Số bông /m2 Số hạt /bông Tỷ lệ hạt lép (%) Khối lượng 1.000 hạt (g) Năng suất thực thu tạ/ha So với đ/c (%) I Đất khó khăn về nước tại Hòa Bình 1 CH207 (đ/c) 226,3 135,7 20,4 24,9 48,3 100,0 2 Sơn Lâm 2 230,0 150,8 18,5 24,1 50,2 103,9 CV (%) 3,7 LSD05 4,9 Đất khó khăn về nước tại Bắc Kạn 1 CH5 (đ/c) 255,1 148,1 14,7 25,8 50,7 100,0 2 CH16 272,3 160,1 12,2 21,3 56,2 110,8 CV (%) 3,2 LSD05 4,1 II Đất cạn nhờ nước trời tại Phú Thọ 1 LC93-4 (đ/c) 190,3 157,7 26,7 24,3 40,1 100,0 2 CH10 201,7 173,3 22,3 22,1 45,3 112,9 3 CH12 221,1 180,1 27,3 23,7 46,7 116,5 CV (%) 10,5 LSD05 3,3 3.4. Hiệu quả kinh tế của giống lúa chịu hạn tại một số địa phương Tính riêng năm 2015, kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa chịu hạn CH10, CH12, CH16 và Sơn Lâm 2 là 8 ha tại các tỉnh Hòa Bình, Cao Bằng, Lạng Sơn, Thanh Hóa và Đắk Nông. Các mô hình giống lúa chịu hạn mới đều có lợi nhuận cao (Mô hình CH10 từ 3,615 – 10,626 triệu đồng; CH12 từ 4,130 – 12,786 triệu đồng; Sơn Lâm 2 đạt 8,426 triệu đồng; CH16 đạt 4,751 triệu đồng), đồng thời chấp nhận cho phát triển tại các tỉnh Hòa Bình, Cao Bằng, Lạng Sơn, Thanh Hóa và Đắk Nông. Bảng 6. Hiệu quả kinh tế của mô hình giống lúa chịu hạn tại một số địa phương năm 2015 Địa điểm Giống Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Lãi thuần của mô hình cũ, mới (triệu đồng) Tỷ suất chi phí lợi nhuận cận biên Hòa Bình LC93-4 (MH cũ) 0,1 39,5 320.000 1,0 CH10 (MH mới) 0,5 40,7 1.610.000 1,9 CH12 (MH mới) 0,5 44,3 4.130.000 7,5 Cao Bằng LC93-4 (MH cũ) 0,1 39,3 505.000 1,0 CH10 0,5 43,1 3.615.000 5,9 CH12 0,5 45,7 5.435.000 9,9 Lạng Sơn KD18 (MH cũ) 0,1 44,0 431.000 1,0 CH10 2,0 52,0 5.991.000 8,3 CH16 1,5 50,0 4.751.000 6,2 Thanh Hóa HT1 (MH cũ) 0,1 61,9 2.474.000 1,0 Sơn Lâm 2 1,5 69,7 8.426.000 12,9 Đăk Nông LC93-4 (MH cũ) 0,1 40,0 2.760.000 1,0 CH10 0,5 50,3 10.626.000 16,5 CH12 0,5 53,3 12.786.000 21,3 Cộng: 8,0 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 386 Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai  387 3.5. Diện tích và năng suất giống lúa chịu hạn - Sản xuất thử giống lúa chịu hạn tại vùng đất khó khăn về nước: Kết quả sản xuất thử cho thấy, diện tích gieo cấy Sơn Lâm 2 đạt 903 ha, năng suất đạt 55,4-72,8 tạ/ha ở vụ xuân, từ 50,6-68,9 tạ/ha ở vụ mùa, tăng 7-11% so với năng suất của giống lúa cùng trà tại địa phương. Giống lúa CH16 chủ yếu được gieo trồng trên các ruộng khó khăn về nước, năng suất đạt 52,0-61,2 tạ/ha ở vụ xuân và 47,5 - 55,3 tạ/ha ở vụ mùa. Hiện nay, diện tích gieo cấy giống lúa CH16 đạt 427 ha tại các tỉnh phía Bắc. - Khảo nghiệm sản xuất giống lúa cạn tại vùng đất cạn nhờ nước trời: Diện tích khảo nghiệm sản xuất CH10 là 32,6 ha; Tương tự, CH12 đạt 24,6 ha tại một số tỉnh miền núi phía Bắc và Tây Nguyên. Bảng 7. Tổng hợp diện tích và năng suất một số giống lúa chịu hạn năm 2012-2015 tại một số tỉnh miền núi phía Bắc và Tây Nguyên. Giống lúa Mùa vụ Loại đất Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sơn Lâm 2 Xuân, mùa 2012-2015 Khó khăn về nước 903,0 55,4-72,8 tạ/ha ở vụ xuân; 50,6-68,9 tạ/ha ở vụ mùa CH16 Xuân 2010-2015 Khó khăn về nước 301,5 52,0-61,2 Mùa 2010-2015 Khó khăn về nước 125,5 47,5-55,3 CH10 Vụ mùa, Hè thu 2014-2015 Đất đồi núi, Đất đỏ Bazan 32,6 42,4-51,2 CH12 Vụ mùa, Hè thu 2014-2015 Đất đồi núi, Đất đỏ Bazan 24,6 42,5-53,3 4. Kết luận và kiến nghị - CH16, Sơn Lâm 2 (LCH37) là các giống lúa ngắn ngày, chịu hạn khá, ít nhiễm sâu bệnh, thích ứng rộng và thích hợp gieo cấy ở vùng đất khó khăn về nước hoặc đất chủ động nước. Sơn Lâm 2 có năng suất 55,4-72,8 tạ/ha ở vụ xuân, đạt 50,6-68,9 tạ/ha ở vụ mùa hoặc hè thu. Năng suất của CH16 đạt 52,0-61,2 tạ/ha ở vụ xuân và 47,5 - 55,3 tạ/ha ở vụ mùa. - CH10, CH12 là 02 giống lúa cạn ngắn ngày, chịu hạn tốt, ít nhiễm sâu bệnh, thích nghi cao, đồng thời thích hợp gieo sạ ở vùng đất cạn nhờ hoàn toàn nước trời tại các tỉnh Trung du- miền núi phía Bắc và Tây Nguyên. CH10 có năng suất đạt 42,4-51,2 tạ/ha ở vụ mùa hoặc hè thu; Tương tự, CH12 năng suất đạt 42,5 - 53,3 tạ/ha ở vụ mùa hoặc hè thu tại vùng đất cạn hoàn toàn nhờ nước trời. - Sử dụng giống lúa chịu hạn CH16 để gieo cấy cho vùng đất khó khăn về nước tại các tỉnh phía Bắc. Do có tính thích ứng rộng nên giống lúa chịu hạn Sơn Lâm 2 được sử dụng để gieo cấy tại vùng đất khó khăn về nước của các tỉnh phía Bắc, Duyên hải Nam Trung bộ và Tây Nguyên. - Sử dụng giống lúa cạn CH10 và CH12 để gieo sạ tại vùng đất cạn hoàn toàn nhờ nước trời của các tỉnh Trung du - miền núi phía Bắc hoặc Tây nguyên. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đỗ Việt Anh (2013, 2015). Nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu hạn cho vùng đất cạn nhờ nước trời và các vùng sinh thái có điều kiện khó khăn. Báo cáo kết quả thực hiện đề tài NCKH năm 2013- 2015. 2. Nguyễn Văn Chinh (2013, 2015). Kết quả nghiên cứu và chọn tạo giống lúa chịu hạn. Báo cáo kết quả NCKH năm 2013-2015. VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM  388 ABSTRACT Drought tolerance rice breeding for unfavorable and rainfed lowlands In the last 50 years, Vietnam being one of five countries in Asia has suffered heavy losses due to drought, flood and storm. Drought tolerant rice varieties are considered one of the effective solutions. Breeding new drought-tolerant rice genotypes with high yield and good quality under unfavorable environment is needed, particularly in Midland and mountainous provinces of Vietnam. Drought-tolerant rice varieties viz. Son Lam 2 (LCH37), CH16, CH10 and CH12 have been studied and developed in rainfed lands and areas where water resource is very scarce. Keywords: adaptation, drought tolerance, rainfed rice