kỹ thuật sản xuất hạt giống cây tự thụ phấn

kỹ thuật sản xuất hạt giống cây tự thụ phấn

1

2

 Việt Nam có tiềm năng và thế mạnh phát triển nông nghiệp,

nhưng ngành giống nước ta đáp ứng rất thấp nhu cầu của

 Một số giống kém chất lượng có mặt trên thị trường

- Nghiên cứu chọn tạo giống

- Sản xuất hạt giống

- Kinh doanh hạt giống, đưa hạt giống đến với nông dân

3

2.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất hạt giống cây tự thụ phấn

2.1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất trên thế giới

Từ thập niên 1970, đến năm 2008 diện tích trồng lúa lai trên thế giới lên đến 20 triệu ha, trong đó có 3 triệu ha ở Trung Quốc

2.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất tại Việt Nam

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã lai tạo ra giống lúa Việt Lai 20 vào năm 2004 đã được công nhận là giống quốc

2.2 Đặc điểm thực vật học của cây tự thụ phấn

Tự thụ phấn là việc chuyển phấn hoa từ nhị đực đến nhuỵ

cái trong cùng một hoa, hay đến nhuỵ cái của hoa trong

cùng một cây Đó là quá trình kết hợp giao tử đực và giao

tử cái của cùng một cây

Cấu tạo hoa lúa

(Nguồn: http://tailieunongnghiep.info1)

5

2.2 Đặc điểm thực vật học của cây tự thụ phấn

Một số trường hợp giao phấn phụ thuộc vào:

+ Giống hay dòng cây trồng

+ Điều kiện mùa vụ, nhất là nhiệt độ và độ ẩm

+ Hướng và tốc độ gió vào thời điểm thụ phấn

6

2.3 Định nghĩa các cấp giống

- Hạt giống tác giả (Breeder seed): Là hạt giống do tác giả

chọn tạo giống sản xuất, đạt tiêu chuẩn chất lượng theo quy định của TCN hoặc TCVN

- Hạt siêu nguyên chủng (Pre-basic seed): được nhân ra từ

giống tác giả hoặc phục tráng từ hạt giống sản xuất, đạt tiêu chuẩn chất lượng theo quy định của TCN hoặc TCVN

- Hạt nguyên chủng (Basic seed): được nhân ra từ hạt siêu

nguyên chủng theo quy trình kỹ thuật của Bộ NN & PTNT và

2.3 Định nghĩa các cấp giống

- Hạt xác nhận (Certified seed): Là lô hạt được nhân ra hạt

nguyên chủng theo quy trình kỹ thuật được quy định của Bộ

Bộ NN & PTNT và đạt tiêu chuẩn quy định của TCN hoặc TCVN

- Hạt giống lai F1 (Hybrid seed F1): Là hạt giống của các tổ

hợp lai giữa các dòng bố mẹ đã được công nhận giống, tuân thủ quy trình sản xuất hạt giống lai và đạt tiêu chuẩn phẩm cấp quy định theo TCN hoặc TCVN

8

2.4 Vai trò của hạt giống trong nông nghiệp

Giống là tư liệu sản xuất đặc biệt, không thay thế

Sử dụng giống thích hợp là biện pháp nhanh nhất, kinh tế nhất để nâng cao năng suất cây trồng

Giống quyết định chất lượng nông sản

Hạn chế thiệt hại do thiên tai, sâu bệnh

Phù hợp với điều kiện gieo trồng và phương thức canh tác nhất định

Biện pháp quan trọng trong việc bố trí cơ cấu cây trồng

Do dân số tăng nhanh, cần đảm bảo an ninh lương thực 9

2.5 Khái niệm và vai trò của sản xuất giống

2.5.1 Khái niệm

Sản xuất hạt giống là tạo và thu hoạch hạt hay cây con từ

thực liệu thực v t. ậ Quá trình sản xuất để giữ nguyên kiểu gen của thực liệu gốc, có sức sống, sức khoẻ và giá trị gieo trồng tốt, cho năng suất cao ở thế hệ sau

2.5.2 Vai trò của việc sản xuất hạt giống

- Bảo tồn kiểu gen hiện có hay kiểu gen mới tạo ra

- Duy trì giống

2.6 Điều kiện ảnh hưởng chất lượng hạt giống

2.6.1 Ảnh hưởng của việc sử dụng phân bón

Bón đạm nhiều làm thời gian sinh trưởng dài, chín không đều,

dễ bị nhiễm sâu bệnh

Bón lân và kali hợp lí giúp nâng cao chất lượng của hạt giống

2.6.2 Ảnh hưởng của việc thu hoạch và xử lý sau thu hoạch

- Độ chín của hạt

- Thời hạn thu hoạch

- Quá trình xử lý, làm khô hạt

- Điều kiện phơi, sấy hạt

2.6.3 Ảnh hưởng của việc bảo quản

- Sâu bệnh trong quá trình bảo quản hạt giống

2.7 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng hạt giống

Để đánh giá chất lượng hạt giống căn cứ các chỉ tiêu sau:

Độ thuần của hạt giống

3.1 Sản xuất hạt giống thuần ở cây tự thụ phấn

3.1.1 Sản xuất duy trì hạt giống thuần

Sơ đồ sản xuất duy trì hạt giống ở cây tự thụ phấn.

13

3.1.2 Sản xuất phục tráng

Sơ đồ phục tráng hạt giống ở cây tự thụ phấn

14

3.1.3 So sánh sự khác nhau giữa sản xuất duy trì và sản xuất

- Một nửa thực hiện thí nghiệm so sánh.

- Một nửa để nhân sơ bộ, kết quả thu được hạt giống siêu nguyên chủng.

Năm 4: Hạt giống siêu nguyên chủng

 hạt giống nguyên chủng.

Năm 5: Hạt giống nguyên chủng  hạt giống xác nhận.

15

3.2 Sản xuất hạt giống lai ở cây tự thụ phấn

3.2.1 Kỹ thuật sản xuất hạt giống lai F1 không sử dụng bất dục đực

Những giống ưu thế lai không nhất thiết sử dụng bất dục đực như cà chua, ớt… kỹ thuật nhân dòng bố mẹ được áp dụng

tương tự kỹ thuật duy trì giống thuần SNC.

các cá thể ưu tú của dòng bố mẹ chọn và lai nhau từng cặp

16

Sơ đồ nhân và duy trì hạt bố mẹ là dòng, giống thuần

3.2 Sản xuất hạt giống lai ở cây tự thụ phấn

3.2.1 Kỹ thuật sản xuất hạt giống lai F1 không sử dụng bất dục đực

Một số điểm khác biệt của kỹ thuật sản xuất hạt giống lai F1, không

sử dụng bất dục đực được trình bày trong sơ đồ sau:

17

3.2.2 Kỹ thuật sản xuất hạt giống lai F1 hệ 3 dòng sử dụng bất dục đực.

Vụ 1: trồng các cây A, B và R để đánh giá, chọn và lai cặp

Thời vụ

Chọn thời vụ thích hợp dòng mẹ bất dục không phản ứng ánh sáng và nhiệt độ, có thể nhân trong cả hai vụ xuân và vụ mùa. 

Cách ly: cách ly bằng vách ngăn từng dòng

Phương pháp cách ly các cá thể bằng ni lông

18

3.2.2 Kỹ thuật sản xuất hạt giống lai F1 hệ 3 dòng sử dụng bất dục đực.

Vụ 1: trồng các cây A, B và R để đánh giá, chọn và lai cặp

Kỹ thuật gieo trồng

Áp dụng kỹ thuật tối ưu với yêu cầu của mỗi tổ hợp lai: gieo mạ, cấy, chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh, Quan trọng nhất là xác định thời vụ gieo trồng để bố mẹ trổ trùng khớp

Chọn cá thể và lai cặp

Chọn các cá thể điển hình đúng dòng về kiểu hình, sinh trưởng phát triển tốt và sạch bệnh

Mỗi cây A phải lai cặp với một cây B để thu được hạt bất dục

và lai với một cây R để thu được hạt lai F1

19

Sơ đồ nhân dòng bất dục CMS

20

3.2.2 Kỹ thuật sản xuất hạt giống lai F1 hệ 3 dòng sử dụng bất dục đực.

Vụ 2: Đánh giá dòng và con lai

Gieo trồng A và con lai F1 của từng cặp ở khu cách ly, đánh giá và chọn các cây A bất dục hoàn toàn F1 có ưu thế lai Cả cặp lai được chọn để nhân hạt siêu nguyên chủng ở vụ 3

Vụ 3:Nhân dòng A và R siêu  nguyên chủng

Nhân hạt A siêu nguyên chủng

Cây A đã chọn trồng và lai với cây B: dòng A và dòng B không sai khác nhiều về kiểu hình và thời gian sinh trưởng

Vụ 3:Nhân dòng A và R siêu  nguyên chủng

Nhân hạt A siêu nguyên chủng

Kỹ thuật trồng cần đảm bảo:

+ Cách ly nghiêm ngặt, khu nhân hạt A phái cách ly với các khu có sản xuất lúa khác ít nhất 500 m

+ Kiểm tra hạt phấn bất dục khi lúa trỗ

+ Khử bỏ cây khác dạng, cây bị bệnh khi cây con, thời kỹ trổ

và trước thu hoạch triệt để

Nhân dòng R và dòng B siêu nguyên chủng

Hạt dòng B trong ruộng nhân dòng A chính là hạt B siêu nguyên chủng Hạt R siêu nguyên chủng được nhân từ cây R

đã chọn theo quy trình sản xuất hạt siêu nguyên chủng của

3.3 Sản xuất hạt giống nguyên chủng ở cây tự thụ phấn

Cơ quan sản xuất

Hạt giống nguyên chủng được các trạm, trại, công ty của nhà nước hay tư nhân và có thể là các hộ và nhóm nông dân nhưng phải được đăng ký cấp phép sản xuất

Lô hạt giống gốc

Sản xuất hạt giống nguyên chủng bắt buộc lô hạt giống gốc để nhân phải là lô hạt tác giả hoặc siêu nguyên chủng có chứng chỉ hạt giống do cơ quan có thẩm quyền cấp

Chọn đất

Chọn ruộng liền khu, đất tốt và đồng đều và điều kiện tưới tiêu thuận lợi, giao thông vận chuyển dễ dàng, không sản xuất giống trên khu đất cây trồng trước cùng họ, cùng loài

23

Cách ly

Mặc dù cây tự thụ phấn nhưng vẫn có một tỷ lệ có khả năng nhận phấn ngoài, do vậy cách ly là bắt buộc khi sản xuất hạt giống nguyên chủng

Ví dụ, với lúa hạt giống tác giả, siêu nguyên chủng phải cách ly không gian 20m, sản xuất hạt nguyên chủng và xác nhận cách ly 3 m

Chuẩn bị đất

Đất được chuẩn bị kỹ theo yêu cầu kỹ thuật của loài cây trồng, vệ sinh đồng ruộng trước khi tiến hành sản xuất Thông thường đất sản xuất giống được chuẩn bị trước 15 –

20 ngày để diệt cỏ dại, sâu bệnh

24

Gieo trồng

Gieo trồng vào thời vụ thích hợp nhất trong năm đối với loài cây trồng, chỉ gieo trồng 1 hạt, 1 cây trên khóm, mật độ thưa và thẳng hàng để thuận tiện cho chăm sóc, chọn lọc và khử lẫn

25

Thu hoạch chế biến hạt giống

Thu hoạch khi quả hạt chín hoàn toàn để đảm bảo chất lượng hạt, những loài cây trồng yêu cầu chín tiếp tục sau thu hoạch thì bảo quản trong điều kiện mát vài ngày rồi mới tách hạt

Làm khô, làm sạch và phân loại hạt giống theo kỹ thuật riêng cho mỗi loài cây trồng đảm bảo tiêu chuẩn quy định

Kiểm nghiệm và chứng chỉ hạt giống

Thực hiện kiểm định đồng ruộng và kiểm định trong phòng theo quy định để nhận chứng chỉ hạt giống

sản xuất hạt nguyên chủng

26

3.4 Sản xuất hạt giống xác nhận ở cây tự thụ phấn

Sản xuất hạt giống xác nhận yêu cầy kỹ thuật tương tự sản

xuất hạt nguyên chủng, những điểm khác với sản xuất

hạt nguyên chủng như sau:

  + Lô hạt giống gốc để nhân sản xuất hạt xác nhân phải là 

lô hạt nguyên chủng

  + Gieo trồng có thể 2 – 3 hạt, cây trên khóm

  + Tiêu chuẩn phẩm cấp thấp hơn hạt nguyên chủng

27

3.5 Kỹ thuật sản xuất hạt giống ở lúa

3.5.1 Kỹ thuật sản xuất hạt giống lúa nguyên chủng

3.5.1.1. Đặc điểm nguồn gốc cây lúa

Lúa là cây tự thụ phấn có cấu tạo hoa lưỡng tính, nhị và nhụy trong cùng một hoa

Hoa có cấu tạo hai vỏ trấu là vỏ trấu lớn và vỏ trấu nhỏ, trong hoa có 6 nhị đực mạng 6 bao phấn cấu tạo hoa mô tả đầy đủ

3.5.1.2 Hạt giống gốc

Sản xuất hạt giống lúa NC phải được nhân lên từ lô hạt SNC

3.5.1 Kỹ thuật sản xuất hạt giống lúa nguyên chủng

3.5.1 Kỹ thuật sản xuất hạt giống lúa nguyên chủng

3.5.1.6 Làm mạ

Kỹ thuật gieo mạ

Gieo đồng đều và mật độ thưa để mạ cứng cây đanh dảnh, lượng hạt giống gieo phù hợp từ 0,2 đến 0,4 kg thóc giống trên 10m2 đất mạ

3.5.1.7 Quản lý ruộng sản xuất hạt giống lúa nguyên chủng

Chuẩn bị đất và bón lót

Làm đất kỹ bằng phẳng để thuận tiện cho điều tiết nước và chăm sóc Bón lót toàn bộ phân chuồng, lân và 30% đạm, 50% lượng kali của quy trình kỹ thuật của giống

30

3.5.1.7 Quản lý ruộng sản xuất hạt giống lúa nguyên chủng

Kỹ thuật cấy

độ và số dảnh cấy: mật độ 55 – 60 khóm/m2 , cấy 1 dảnh là phù hợp với sản xuất hạt giống lúa nguyên chủng

Bón phân thúc lần 1 sau cấy 15 - 20 ngày 50% lượng đạm theo quy trình, bón thúc lần 2 trước khi phân hoá đòng

Tưới nước đầy đủ theo nhu cầu nước của cây lúa

Phòng trừ cỏ dại, sâu bệnh áp dụng kỹ thuật IPM với ruộng sản xuất hạt giống lúa là tốt nhất

31

3.5.1.9 Thu hoạch và chế biến hạt giống

Tách hạt bằng máy tuốt nhỏ để không làm xây sát hạt, vỡ hạt giống sau đó phải làm sạch tạp chất, trấu và các lẫn tạp khác

Phơi trên sân xi măng hoặc sân gạch khi nắng gắt cần phơi dày, phơi đến khi độ ẩm đạt 13%

Hình : Tuốt đập bằng máy nhỏ và làm khô tự nhiên

(Nguồn: Manual for Hybrid Rice Seed Production, IRRI)

33

Làm sạch, phân loại và đóng bao

Làm sạch hạt lép lửng và tạp chất bằng quạt, rê sau

đó đóng bao, bảo quản nơi khô ráo, thoáng để hạt giống không bị mất sức nảy mầm

3.5.1.10 Kiểm nghiệm và cấp chứng chỉ hạt giống

Sản xuất hạt giống phải được kiểm nghiệm và cấp chứng chỉ phẩm cấp hạt nguyên chủng với cơ quan kiểm nghiệm do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quy định

34

3.5.2 Kỹ thuật sản xuất hạt giống lúa lai F1 hệ 3 dòng sử dụng bất dục đực CMS

Phát triển lúa lai phụ thuộc rất lớn vào quy trình kỹ thuật sản xuất hạt lai

Lúa lai hệ ba dòng cần duy trì ba dòng là dòng bất dục CMS (dòng A), dòng duy trì (dòng B) và dòng phục hồi (dòng R)

3.5.2.1 Hạt bố mẹ đưa vào sản xuất hạt lai F1

Hạt bố mẹ phải đảm bảo độ thuần di truyền cao, tốt nhất ở cấp nguyên chủng và có chứng chỉ hạt giống bố mẹ

35

3.5.2.2 Xác định thời gian gieo và thời vụ

Điều kiện khí hậu ảnh hưởng lớn đến năng suất hạt, ngày gieo bố mẹ phải đảm bảo trong thời gian trỗ có điều kiện như sau:

3.5.2.3 Xác định thời gian gieo bố và mẹ để nở hoa trùng khớp

Dòng bố, mẹ của hầu hết các tổ hợp lai có thời gian sinh trưởng khác nhau, bởi vậy điều khiển để chúng nở hoa trùng nhau là cần thiết

Căn cứ vào thời gian sinh trưởng

ví dụ IR58025A thời gian từ gieo đến trổ 50% là 102 ngày

và bố là IR40750 thời gian từ gieo đến 50% trỗ là 112 ngày, trong trường hợp này khoảng cách thời gian gieo mạ là 10 ngày như sơ đồ sau

Thời điểm gieo bố và mẹ để bố mẹ trỗ trùng khớp 37

- Tính trung bình sau các lần đếm để biết số ngày xuất hiện 1 lá.

Căn cứ vào hiệu quả tích nhiệt EAT

Phương pháp xác định: Ghi ngày trổ, ghi nhiệt độ trung bình hàng

3.5.2.4 Số bố trong sản xuất hạt lai F1

Ví dụ: Dòng mẹ (A) có thời gian từ gieo đến trỗ là 90 ngày, như vậy mẹ gieo vào 13/2 sẽ trỗ vào 13/5 Bố (R) có thời gian sinh trưởng từ gieo đến trỗ 100 ngày như vậy nếu gieo để bố mẹ trỗ trùng khớp cần gieo ô vào 3/2 bố sẽ trỗ vào 13/5 Nếu gieo thêm bố 1 vào 30/1 và bố 2 vào 6/2, như vậy thời gian trỗ các bố trỗ sẽ bao trùm toàn bộ giai đoạn trỗ của mẹ

Hình: Thời điểm gieo bố mẹ

39

3.5.2.5 Kỹ thuật làm mạ lúa lai.

Xử lý hạt giống

Ngâm ủ hạt giống, thời gian ngâm ngắn 36-40 giờ liên tục đãi bằng nước sạch khoảng 6 giờ 1 lần

Chuẩn bị đất gieo mạ

Làm đất kỹ, lên luống và bón lót sau đó gieo

Lượng phân bón cho 1 ha đất mạ là 10-15 tấn phân chuồng + 50kgN + 80 – 90 P2O5 + 50K2O

3.5.2.7.Cách ly.

Cách ly trong ruộng sản xuất hạt lai là điều kiện bắt buộc, hạt phấn của lúa nhỏ có thể bay xa nhờ gió Có các phương pháp cách ly như sau:

Cách ly bằng vật chắn

Một số nơi đặc điểm địa hình tự nhiên như núi, sông, rừng có thể là những vật chắn cách ly hiệu quả cho sản xuất hạt lai

41

3.5.2.8 Tỷ lệ hàng, hướng hàng và phương pháp cấy

Sản xuất hạt lai (hạt bố, mẹ) được trồng theo tỷ lệ hàng và mật độ nhất định

Tỷ lệ hàng và mật độ có ảnh hưởng rất lớn đến năng suất hạt lai, tỷ lệ hàng hay cân đối số hàng bố (R) và hàng mẹ (A)

ví dụ tỷ lệ 2:8 nghĩa là 2 hàng bố 8 hàng mẹ

Hình: Hướng hàng trong sản xuất hạt lúa lai

42

3.5.2.9 Phương pháp cấy.

Thông thường mạ của dòng A và R cấy khi chúng được 21 -

25 ngày tuổi, đảm bảo trỗ và nở hoa của dòng A và R trùng

3.5.2.10 Thời điểm nở hoa trùng khớp của các dòng bố, mẹ

Nở hoa trùng khớp giữa các dòng bố, mẹ là rất quan trọng, thời gian nở hoa của một số dòng bố , mẹ ảnh hưởng đến sự kết hạt, để nhận được mức độ kết hạt cao dòng A và

R cần phải nở hoa cùng 1 thời gian trong ngày trong thơì

kỳ ra hoa

3.5.2.11 Phun GA 3

 Vai trò của gibberelic axit trong sản xuất hạt lúa lai F1 rất quan trọng, những tác dụng chính của GA3 là:

+ Giúp cho dòng A trỗ thoát

+ Tăng thời gian mở hoa

3.5.2.12 Thụ phấn bổ sung

hứng phấn để tăng tỷ lệ kết hạt Thời gian thụ phấn bổ sung tốt nhất khi 30-40% hoa dòng mẹ mở

3.5.2.13 Khử lẫn

Khử lẫn là công việc rất quan trọng để đảm bảo độ thuần

di truyền của giống lai, khử lẫn là loại bỏ những cây không mong muốn, cây khác dạng ra khỏi quần thể giống

Ngoài ra còn loại bỏ cây bị bệnh, cây xấu, sinh trưởng kém

45