1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐÀO THỊ THU HƯƠNG NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CANH TÁC CHO LÚA NẾP CẠN ĐẶC SẢN TẠI TỈNH HÀ GIANG Ngành: Khoa học trồng Mã số: 9.62.01.10 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG THÁI NGUN – 2018 Cơng trình hồn thành tại: ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Văn Điền Phản biện 1: Phản biện 2: Luận án bảo việ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Đại học, họp Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên Vào hồi………giờ……, ngày …….tháng…… năm…… Có thể tìm luận án - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm học liệu Đại học Thái Nguyên - Thư viện trường Đại học Nông Lâm Thái Ngun DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA NCS CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Đào Thị Thu Hương, Trần Văn Điền, Dương Thị Nguyên (2016) “Nghiên cứu phương thức bón khoảng cách gieo hạt canh tác giống lúa nếp cạn Khẩu Nua Trạng Hà Giang” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam, (6) pp 90 -95 Đào Thị Thu Hương, Trần Văn Điền, Dương Thị Nguyên (2016) “Nghiên cứu phương thức phòng trừ cỏ dại canh tác giống lúa nếp cạn Khẩu Nua Trạng tỉnh Hà Giang” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam, (6) pp 96 – 99 Pp – Đào Thị Thu Hương, Trần Văn Điền, Dương Thị Nguyên (2016) “Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng, phát triển số giống lúa nếp cạn Hà Giang” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Thái Nguyên, chuyên san Nông – Sinh Y, (11) Hồng Thị Bích Thảo, Trần Văn Điền, Đào Thị Thu Hương (2016) “Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật canh tác giống lúa nếp cạn đặc sản Khẩu Nua Trạng Hà Giang” Tạp chí nơng nghiệp phát triển nông thôn, (23) pp.52-58 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong xu hội nhập nay, phát triển lúa gạo khơng đảm bảo an ninh lương thực mà sâu vào chất lượng phát triển bền vững Lúa cạn (lúa nương) loại lúa gieo đất trồng cạn loại hoa màu khơng tích nước ruộng Bên cạnh khả thích nghi tốt điều kiện canh tác nhờ nước trời, lúa cạn biết đến chất lượng thơm ngon mang đặc trưng vùng miền sản phẩm làm từ gạo nương Hà Giang tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam có nhiều trồng đặc sản phải kể đến giống lúa cạn (lúa nương) Tại đây, giống lúa nếp cạn tẻ cạn gieo trồng vụ mùa, chiếm khoảng 3% tổng diện tích lúa mùa Giống có nhiều đặc điểm tốt sinh trưởng phát triển điều kiện hoàn toàn nhờ nước trời, chịu nóng, hạn, đặc biệt chất lượng gạo cao, hạt gạo trong, cơm xôi dẻo Tuy nhiên hạn chế canh tác lúa cạn lúa nếp cạn địa phương suất thấp đạt khoảng tấn/ha (Cục thống kê tỉnh Hà Giang năm 2016) Nguyên nhân chủ yếu giống, biện pháp kỹ thuật, chăm sóc, thu hoạch điều kiện thời tiết ảnh hưởng đến suất Do vậy, bên cạnh việc bảo tồn cần phải tìm biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp cho giống vừa tạo điều kiện để giống phát huy tiềm sinh học nâng cao suất Xuất phát từ thực tiễn trên, việc “Nghiên cứu kỹ thuật canh tác cho lúa nếp cạn đặc sản tỉnh Hà Giang” phục vụ cho công tác bảo tồn nguồn gen lúa cạn sản xuất lúa chất lượng cao địa phương, lương thực địa thích ứng với biến đổi khí hậu yêu cầu cấp thiết Mục tiêu đề tài - Đánh giá thực trạng sản xuất xác định hạn chế canh tác lúa cạn, lúa nếp cạn tỉnh Hà Giang - Xác định giống lúa nếp cạn có thời gian sinh trưởng phù hợp, suất cao, chất lượng tốt, chịu hạn để phát triển sản xuất - Xác định số biện pháp kỹ thuật tăng suất giống lúa nếp cạn có triển vọng phù hợp với điều kiện khí hậu, đất đai tỉnh Hà Giang Những đóng góp đề tài - Đánh giá thực trạng sản xuất lúa lúa cạn tỉnh Hà Giang: Tỉnh Hà Giang có diện tích gieo trồng lúa cạn chiếm khoảng 3% tổng diện tích lúa mùa với cấu giống lúa nếp, tẻ địa phương đa dạng Tuy nhiên suất lúa cạn thấp từ 1,9 – 2,2 tấn/ha nhiều giống địa phương chưa phục tráng biện pháp kỹ thuật canh tác chủ yếu theo kinh nghiệm chưa thật phù hợp với môi trường thay đổi - Xác định giống lúa nếp cạn có triển vọng tỉnh Hà Giang làm sở cho bảo tồn sử dụng nguồn gen cho chọn tạo giống lúa nếp mới: Từ đánh giá, so sánh 06 giống lúa nếp cạn địa phương, xác định giống lúa nếp cạn Khẩu Nua Trạng có thời gian sinh trưởng ngắn (126 ngày), cao trung bình (126,5cm), đẻ nhánh khá, chịu hạn tốt (điểm 3), suất thực thu cao (3,63 tấn/ha), hàm lượng amylose 5,85%, chất lượng xôi dẻo, thơm - Xác định số biện pháp kỹ thuật phù hợp làm tăng suất nâng cao hiệu kinh tế giống lúa nếp cạn Khẩu Nua Trạng, cụ thể: Xác định số biện pháp kỹ thuật phù hợp làm tăng suất nâng cao hiệu kinh tế giống lúa nếp cạn Khẩu Nua Trạng, cụ thể: Thời vụ gieo hạt từ ngày đến 20 tháng dương lịch, gieo hạt với mật độ 30 cây/m 2, khoảng cách gieo cách 17 cm, hàng cách hàng 20 cm, khoảng cách cách 17 cm, hàng rộng 30 cm, hàng hẹp 10 cm; bón phân cho với lượng phân hữu vi sinh + 60 kg N + 60 kg P2O5 + 45 kg K2O/ha + 300 kg vơi bột, bón phân NPK rời theo phương thức rạch hàng sâu – cm, phân NPK nén thành viên bón vùi sâu – cm; làm cỏ tay sau gieo 25 ngày kết hợp phun Mizin 80WP sau cỏ mọc lại - Hoặc xử lý cỏ trước gieo 15 ngày Lyphoxim sau lúa mọc 45 ngày tiếp tục làm cỏ tay Thử nghiệm biện pháp kỹ thuật đề tài qua mơ hình cho thấy hiệu kinh tế mơ hình đề tài vượt so với mơ hình thực tế địa phương 35,7% đến 42,7% hai huyện thử nghiệm Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học - Bổ sung thông tin khoa học đặc điểm hình thái, sinh trưởng phát triển, suất, chất lượng, khả chịu hạn số giống lúa nếp cạn địa phương gieo trồng tỉnh Hà Giang - Cung cấp thêm sở khoa học để xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác giống lúa nếp cạn gieo trồng Hà Giang nói riêng miền núi phía Bắc nói chung - Kết nghiên cứu có giá trị khoa học cho việc nghiên cứu, giảng dạy phát triển nguồn gen lúa cạn, lúa chịu hạn, lúa nếp cạn địa phương chất lượng cao điều kiện biến đổi khí hậu hạn hán tăng cao 4.2 Ý nghĩa thực tiễn - Xác định giống lúa nếp cạn Khẩu Nua Trạng có thời gian sinh trưởng phù hợp, chịu hạn tốt, suất cao, chất lượng xôi dẻo thơm phục vụ cho công tác sản xuất lúa chất lượng cao tỉnh Hà Giang - Xác định thời vụ gieo hạt, tổ hợp mật độ phân bón, kỹ thuật bón phân khoảng cách gieo hạt, biện pháp phòng trừ cỏ dại giống lúa nếp cạn Khẩu Nua Trạng giúp tăng suất giống - Kết nghiên cứu góp phần hồn thiện quy trình kỹ thuật canh tác phù hợp cho giống lúa nếp cạn Khẩu Nua Trạng đạt suất, tăng hiệu kinh tế nhằm nâng cao thu nhập cho người dân trồng lúa cạn tỉnh Hà Giang góp phần đẩy mạnh chuỗi sản xuất hàng hố nơng sản chất lượng Bố cục luận án Luận án trình bày 145 trang khơng kể phần phụ lục, gồm chương, 37 bảng số liệu, hình, phụ lục, 142 tài liệu tham khảo sử dụng, 63 tài liệu tiếng việt, 76 tài liệu tiếng nước ngoài, 02 tài liệu từ trang web Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU - Lúa cạn trồng chủ yếu vùng giới châu Á, châu Phi, châu Mỹ La Tinh, suất sản lượng lúa cạn hầu hết khu vực thấp Tại Việt Nam lúa cạn gieo trồng chủ yếu tỉnh miền núi phía Bắc, khu vực miền Trung Tây Nguyên Hà Giang có diện tích trồng lúa cạn rải rác 11 huyện tỉnh, nhiên biện pháp kỹ thuật giúp cải tiến suất giống địa phương chưa có đề cập đến vùng Do nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nâng cao suất cho giống khoảng trống cần nghiên cứu - Lúa cạn nói chung lúa nếp cạn nói riêng mang đặc điểm hình thái thích nghi với mơi trường cạn, to khoẻ có khả cuộn lại phục hồi sau hạn, rễ hình ống giúp cho có khả dễ dàng hút nước tầng đất sâu Tuy nhiên hạn chế lớn lúa cạn lúa nếp cạn nhiều sâu bệnh hại, cỏ dại dẫn đến suất thấp Để giải vấn đề trên, số nghiên cứu tập trung nghiên cứu biện pháp kỹ thuật lựa chọn giống, mật độ phân bón, thời vụ, phòng trừ cỏ dại… nhằm cải thiện suất - Cụ thể chọn tạo giống, nghiên cứu tập trung vào chọn lọc tạo giống lúa cạn lúa nếp cạn cải tiến, thu thập, tuyển chọn giống phù hợp với điều kiện sinh thái, ứng dụng thị phân tử chọn tạo… Bước đầu đưa số giống lúa cạn lúa nếp cạn cải tiến có khả chịu thâm canh, suất cao Tuy nhiên việc tuyển chọn giống lúa cạn địa phù hợp với điều kiện sinh thái vùng chưa nghiên cứu sâu - Bên cạnh nghiên cứu mật độ phân bón cho lúa cạn nhiều nhà khoa học quan tâm Những nghiên cứu tập trung nghiên cứu liều lượng bón mật độ gieo trồng hợp lý nhằm đưa tổ hợp lượng bón phân mật độ tối ưu cho giống Tuy nhiên nghiên cứu chưa tập trung nhiều tỉnh, huyện miền núi phía Bắc đặc biệt tỉnh Hà Giang Các nghiên cứu ứng dụng cải tiến canh tác lúa cạn phương thức bón phân, bón tiết kiệm hiệu khoảng cách gieo hạt phát huy tối đa hiệu ánh sáng, tăng hiệu ứng đường biên, vấn đề đề cập đến nghiên cứu kỹ thuật canh tác lúa cạn Từ nhận xét nhận thấy việc nghiên cứu bổ sung biện pháp kỹ thuật giống lúa nếp cạn phù hợp với điều kiện sinh thái tỉnh Hà Giang việc làm cần thiết việc thúc đẩy trình phát triển hàng hố nơng sản chất lượng cao vùng bảo tồn chỗ đa dạng nguồn gen lúa cạn địa phương thích ứng với biến đổi khí hậu Chương VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu 2.1.1 Vật liệu giống Sáu giống lúa nếp cạn thu thập xã huyện thuộc tỉnh Hà Giang (Đổng Đẹo Bụt, Khẩu Nua Trạng, Khẩu Nua Đeng, Lổng Râu, Khẩu Nua Cồ, Nếp Nương) 2.1.1 Nguyên, vật liệu khác + Phân viên nén nhả chậm Công ty cổ phần Phát triển Phân bón Nơng nghiệp I, nhãn hiệu Lục Thần Nông sản xuất Thành phần đạm (N2) 10%; Lân (P2O5) 10%; Kali (K2O) 7,5%, bổ sung nguyên tố dinh dưỡng trung vi lượng dạng vết (phần triệu), trọng lượng viên phân nén 0,8 gam + Phân đạm Urê Phú Mỹ có hàm lượng đạm (N) 46,3%; Phân supe lân Lâm Thao có hàm lượng lân (P2O5) 16,5%; Phân kaliclorua có hàm lượng K2O 60% Phân hữu vi sinh Sông Gianh dùng bón lót có thành phần độ ẩm 30% hữu cơ: 15%, P 2O5 hữu hiệu: 1,5%, Acid Humic; 2,5%, trung lượng: Ca: 1,0%, Mg: 0,5%, S: 0,3%, chủng vi sinh vật hữu ích Bacilus: × 10 CFU/g, Azotobacter: 1x 106 CFU/g, Aspergillus sp: 1x106 CFU/g - Các loại thuốc trừ cỏ + Thuốc trừ cỏ không chọn lọc, hậu nảy mầm (Pre-emergency): Lyphoxim 41 SL hoạt chất Glyphosate isopropylamine salt 480 gr/l công ty Bảo vệ thực vật Sài Gòn; 10 + Thuốc trừ cỏ tiền nẩy mầm hậu nẩy mầm sớm (Post emergency): Mizin 80WP gồm có hoạt chất Atrazine 80% chất phụ gia 20% 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 2.2.1 Địa điểm - Điều tra, đánh giá thực trạng biện pháp canh tác lúa cạn khu vực thuộc tỉnh Hà Giang bao gồm huyện Bắc Quang, huyện Bắc Mê, huyện Xín Mần, huyện Vị Xuyên - Các thí nghiệm biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống lúa nếp cạn Khẩu Nua Trạng thực tại: Trung tâm Khoa học kỹ thuật giống trồng Đạo Đức thuộc xã Đạo Đức - huyện Vị Xuyên - tỉnh Hà Giang (22044’04’’B, 104058’21’’Đ) - Xây dựng mơ hình trình diễn đánh giá hiệu sản xuất giống lúa Khẩu Nua Trạng thực huyện Bắc Quang tỉnh Hà Giang huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang 2.2.2 Thời gian: Các nội dung thí nghiệm thực từ tháng 5/2013 - 12/2016 (Thời gian cụ thể trình bày chi tiết thí nghiệm đưa ra) 2.3 Nội dung nghiên cứu - Nội dung 1: Điều tra tình hình sản xuất lúa lúa cạn tỉnh Hà Giang - Nội dung 2: Xác định giống lúa nếp cạn có thời gian sinh trưởng ngắn, suất cao, chất lượng tốt, chịu hạn để phát triển sản xuất - Nội dung 3: Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật tăng suất giống lúa nếp cạn có triển vọng tỉnh Hà Giang 13 - Thử nghiệm biện pháp kỹ thuật đề tài đánh giá hiệu sản xuất giống lúa nếp cạn có triển vọng qua hai mơ hình trình diễn hai điểm (điểm 1: xã Đạo Đức huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang điểm 2: xã Quang Minh huyện Bắc Quang tỉnh Hà Giang) Quy mơ trình diễn: Diện tích xây dựng mơ hình 10.000m (1ha) 2.4.2 Chỉ tiêu theo dõi phương pháp theo dõi (*) Một số đặc điểm nông sinh học: Ngày đẻ nhánh, ngày kết thúc đẻ nhánh, ngày trỗ, ngày kết thúc trỗ, độ dài giai đoạn trỗ, chiều cao cây, thời gian sinh trưởng (*) Chỉ tiêu cấu thành suất: số hữu hiệu, số hạt/bông, tỷ lệ hạt lép, khối lượng 1.000 hạt (gam), suất hạt (tạ/ha) (*) Đánh giá mức độ biểu sâu bệnh hại: Sâu đục thân, rầy nâu, bệnh Đạo ôn lá, bệnh Bạc (*) Phương pháp nghiên cứu phẩm chất hạt: Kích thước hạt dạng hạt, hương thơm, phân loài phụ Indica, Japonica, phương pháp phân tích hàm lượng, bạc bụng, tỷ lệ gạo lật gạo xát, tỷ lệ thu hồi gạo nguyên, phân tích hàm lượng protein, phương pháp nghiên cứu chất lượng cơm/xôi (*) Phương pháp đánh giá hiệu kinh tế thí nghiệm + Lãi = Tổng thu – tổng chi + Tổng thu = Năng suất (tạ/ha) x giá bán/tạ + Tổng chi: Chi phí mua giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, cơng lao động + Tỷ suất lợi nhuận (VCR): VCR = V/C Trong đó: V: Lãi tăng biện pháp kỹ thuật tác động (V = Thu nhập tăng bón phân – Chi phí tăng bón phân) C: Chi phí tăng áp dụng biện pháp kỹ thuật 14 2.4.4 Phương pháp phân tích xử lý số liệu - Nhập xử lý số liệu thông thường phần mềm Excel - Xử lý thống kê theo phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) để so sánh số trung bình tiêu thí nghiệm phần mềm SAS 9.0 (Lê Quang Hưng, 2010) Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đánh giá trạng sản xuất lúa lúa cạn tỉnh Hà Giang Canh tác lúa cạn tỉnh Hà Giang chủ yếu theo hình thức quảng canh, tận dụng diện tích đất khai phá màu mỡ để gieo trồng đầu tư phân bón biện pháp kỹ thuật canh tác khác Giải pháp khắc phục áp dụng số biện pháp kỹ thuật canh tác lúa cạn mật độ, phân bón, phương thức bón phân, biện pháp phòng trừ cỏ dại giúp nâng cao suất giải sinh kế góp phần tích cực việc bảo tồn chỗ đa dạng nguồn gen lúa cạn vùng 3.2 Xác định giống lúa nếp cạn có thời gian sinh trưởng ngắn, suất cao, chất lượng tốt, chịu hạn để phát triển sản xuất Bảng 3.10 Các yếu tố cấu thành suất suất giống lúa nếp cạn vụ Mùa 2014 Giống Lổng Râu Khẩu Nua Đeng Khẩu Nua Cồ Khẩu Nua Trạng Đổng Đẹo Bụt Nếp Nương Bông/m2 (bông) 153d 177c 174b 207a 183b 159cd Hạt chắc/bông (hạt) 70,1b 79,5a 80,9a 78,8ab 80,3a 75,2ab P1000 hạt (gr) 26,1 28,2 30,3 33,8 36,1 27,2 NSLT NSTT (tấn/ha) (tấn/ha) 2,88d 3,97b 4,26b 5,51a 5,31a 3,25c 2,13b 3,59a 3,42a 3,63a 3,58a 2,51b 15 P 0,05