Đánh giá khả năng chịu hạn của một số mẫu giống lúa nương ở vùng phía tây nghệ an

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA NÔNG LÂM NGƯ ====== ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Trồng trọt Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ MẪU GIỐNG LÚA NƯƠNG Ở VÙNG PHÍA TÂY NGHỆ AN Cán hướng dẫn: PGS.TS Vũ Văn Liết Người nghiên cứu: Lê Thị Trang Cơ sở đào tạo: Khoa Nông Lâm Ngư - Đại học Vinh VINH - 2010 I TÍNH CẤP THIẾT CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Lúa gạo ba loại lương thực hàng đầu , cung cấp tới 23% lượng , 16% protein dạng đễ tiêu cho người, ngồi cịn cung cấp chất khoáng vitamin hydratcacbon Ở Việt Nam, diện tích canh tác lúa khoảng 4,36 triệu ha, có 2,2 triệu đất thâm canh, chủ động tưới tiêu nước, lại 2,1 triệu đất canh tác lúa điều kiện khó khăn Trong 2,1 triệu có khoảng 0,5 triệu lúa cạn, khoảng 0,8 triệu mưa to tập trung hay bị ngập úng lại khoảng 0,8 triệu đất bấp bênh nước (Vũ Tuyên Hoàng, 1995) Theo số liệu thống kê (năm 2002), năm gần diện tích gieo trồng lúa hàng năm có khoảng 7,3-7,5 triệu ha, có tới 1,5-1,8 triệu thường bị thiếu nước có từ 1,5-2,0 triệu cần phải có đầu tư để chống úng gặp mưa to tập trung Trong điều kiện mưa, thiếu nước tưới kéo theo bốc mặn phèn vùng ven biển [T] Nguồn tài nguyên nước phục vụ cho nông nghiệp ngày hạn chế báo động nhiều Hội nghị khoa học giới gần Các nhà khoa học khẳng định, khô hạn ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn lương thực nhân loại tài nguyên nước phục vụ cho nông nghiệp khơng phải vơ tận Bên cạnh đó, áp lực dân số kèm theo phát triển đô thị làm gia tăng nhu cầu nước phục vụ dân sinh ngành cơng nghiệp Chính vậy, thiếu nước tưới sản xuất nông nghiệp vấn đề dự báo cấp thiết qui mô toàn cầu Với tầm quan trọng vậy, người ta hoạch định thứ tự ưu tiên cho đầu tư nghiên cứu tính chống chịu khơ hạn, chịu mặn chịu ngập úng lĩnh vực cải tiến giống trồng toàn giới [B] Trong sản xuất, muốn đạt 1kg thóc, cần cung cấp 5.000 lít nước Nhiều quốc gia Ai Cập, Nhật Bản, Úc… cố gắng cải tiến nhằm nâng cao hiệu sử dụng nước, giảm xuống 1,3 m 3/kg thóc Tại Trung Quốc, nhà chọn giống thử nghiệm mô hình lúa canh tác đất thống khí, với thuật ngữ “aerobic rice” Bộ rễ lúa phát triển trồng cạn với chế độ tưới cải tiến, nhằm tiết kiệm nước tối đa [B] Năng suất sản lượng lúa nước ta năm gần không ngừng nâng lên cách vững Năm 1996, suất lúa trung bình nước đạt 37,7 tạ/ha, đến năm 2000-đạt 42,4 tạ/ha năm 2002-đạt 45,5 tạ/ Trong đó, suất lúa vùng cạn đạt thấp, từ 10-18 tạ/ha Ở vùng đất cạn, khó khăn nước tưới, thường sử dụng giống lúa địa phương, có suất thấp, thời gian sinh trưởng dài, có khả chịu hạn tốt chất lượng gạo ngon Đối với vùng bấp bênh nước, ngồi giống lúa địa phương sử dụng số giống lúa thâm canh, khả chịu hạn kém, sử dụng số giống chịu hạn cải tiến chất lượng chưa phù hợp với thị hiếu người dân địa phương [H] Việt Nam nằm vùng nhiệt đới gió mùa Lượng mưa trung bình 19002000 mm/năm, phân bố khơng theo vùng, theo tháng năm, tập trung 80-85% vào tháng mùa mưa Chế độ mưa gây ngập úng, khơ hạn thất thường Do đó, việc sử dụng giống lúa cải tiến có khả thích nghi, chống chịu với hạn hán, cho suất cao ổn định biện pháp tiết kiệm chi phí hữu hiệu Ngồi ra, giống lúa mang gen chịu hạn cần thiết vùng trồng lúa khác, tình trạng thiếu nước xảy hầu hết vùng trồng lúa rơi vào vài giai đoạn sinh trưởng của lúa [B] Việc đẩy mạnh suất lúa vùng thâm canh vùng khó khăn ln phương hướng chiến lược mục tiêu cụ thể cho công tác chọn tạo phát triển giống lúa Đặc biệt thời gian tới, dự báo khí hậu trái đất có khả thay đổi, nguồn nước tưới nơng nghiệp giảm đi, diện tích đất cạn thiếu nước tăng lên Do vậy, việc nghiên cứu phát triển giống lúa cho vùng khô hạn, thiếu nước quan trọng, góp phần đảm bảo an ninh lương thực xố đói giảm nghèo cho người nơng dân vùng có điều kiện khó khăn Theo hướng này, việc nghiên cứu đánh giá nguồn gen giống lúa cạn thuộc vùng cao, vùng khô hạn xem công việc khởi đầu cần tiến hành thường xuyên cho chương trình chọn giống chịu hạn Thành công công tác chọn tạo giống phụ thuộc nhiều vào số lượng chất lượng vật liệu khởi đầu Vật liệu khởi đầu nhiều chất lượng tốt hội để tạo giống nhanh thu kết mong muốn Góp phần vào mục tiêu trên, thực đề tài nghiên cứu: “Đánh giá khả chiu hạn số mẫu giống lúa nương vùng núi phía Tây Nghệ An” 1.2 Mục tiêu 1.2.1 Mục tiêu chung Đánh giá khả chịu hạn mẫu giống lúa nương rẫy thu thập vùng núi phía Tây Nghệ An 1.2.2 Mục tiêu cụ thể Xác định – mẫu giống lúa nương có khả chịu hạn phục vụ cho mục tiêu chọn tạo giống canh tác nhờ nước trời 1.3 Yêu câu Đánh giá khả chịu hạn mẫu giống giai đoạn nảy mầm Đánh giá khả chịu hạn mẫu giống giai đoạn mạ Đánh giá khả chịu hạn mẫu giống giai đoạn sinh trưởng phát triển đồng ruộng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1.Cơ sở khoa học đề tài Tính đa dạng tự nhiên, phong phú địa hình, đất đai, khí hậu thời tiết phân bố lượng mưa; cộng với đa dạng biến dị di truyền thơng qua q trình chọn lọc tự nhiên tạo nên phong phú nguồn gen trồng [Tháp] Cây lúa tập hợp nguồn gen quý tương ứng với nhiều hệ sinh thái lúa khác hình thành hệ sinh thái lúa cạn, lúa nước, lúa nước sâu, lúa nổi, lúa mặn Do vùng sinh thái đặc thù khác biệt mà lúa cạn địa phương nguồn gen quý cho công tác lai tạo, chọn lọc, bổ sung tính trạng đặc trưng tính chịu hạn, chịu rét chống chịu sâu bệnh cho lúa [Tháp] Xây dựng chương trình nghiên cứu cụ thể để tiến hành cải tiến giống lúa cạn phù hợp với điều kiện sinh thái đặc trưng mô tả rõ rệt đặc tính giống, loại môi trường khác tiêu chuẩn chọn lọc có hiệu Chiến lược sử dụng nguồn vật liệu địa nguồn bên (exotic) qui mô quần thể hồi giao cải tiến (advanced backcross) khuyến khích trồng, đặc biệt tính trạng số lượng có tương tác với mơi trường vơ phức tạp (như tính chống chịu khơ hạn, chống chịu mặn, chống chịu thiếu lân, ) Chọn tạo giống lúa thích nghi với kỹ thuật canh tác tiết kiệm nước (dạng hình aerobic), thật chống chịu khơ hạn Bên cạnh đó, vật liệu làm nhiệm vụ bắc cầu với khả kết hợp (compatibility) cao cần xác định trường hợp lai xa, lai khác loài, khác sub-species (dưới loài), khai thác tính trạng thơm ngon từ cổ truyền, suất thấp vào trồng cao sản [B] Nhằm khắc phục tình trạng thiếu hụt nước tương lai giảm thiểu thiệt hại suất hạn hán gây ra, trước hết cần thông qua đường hợp tác, trao đổi, tranh thủ khai thác nguồn gen quý giống lúa địa phương giống nhập nội; nghiên cứu sâu di truyền tính chống chịu hạn hoạt động gen chống chịu 2.1.1 Khái niệm lúa cạn lúa chịu hạn Hiện nay, giới có nhiều định nghĩa nhà khoa học lúa cạn, lúa chịu hạn Theo Chang T.T Bardenas (1965) [44] hay Surajit K De Datta (1975) [56] cho rằng: “Lúa cạn loại lúa hoàn toàn gieo hạt đất khơ, đất khơng có bờ, sống tuỳ thuộc vào ẩm độ lượng mưa cung cấp (nhờ nước trời)” Theo Giáo sư Micenôrôđô hội thảo “Lúa rẫy Cao Bằng-Việt Nam”, từ 9-11/3/1994 theo định nghĩa hội thảo Bouake-Bờ Biển Ngà: “Lúa cạn lúa trồng điều kiện mưa tự nhiên đất nước, khơng có tích nước bề mặt, khơng cung cấp nước khơng có bờ” [31] Theo Khush G.S (1984) Trần Văn Đạt (1986) [21]): “Lúa cạn trồng mùa mưa, chân đất cao, đất thoát nước tự nhiên chân ruộng khơng có bờ đắp bờ khơng có nước dự trữ thường xuyên bề mặt Lúa cạn hình thành phát triển từ lúa nước để thích nghi với vùng trồng lúa thường gặp hạn” Các nhà chọn giống Việt Nam quan niệm lúa cạn tương tự Chẳng hạn, theo tác giả Bùi Huy Đáp (1978), “Lúa cạn hiểu loại lúa gieo trồng đất cao, loại hoa màu trồng cạn khác, khơng tích nước ruộng không tưới thêm Nước cho lúa chủ yếu nước mưa cung cấp giữ lại đất” [7] Theo Nguyễn Gia Quốc (1994) [26] lúa cạn chia làm dạng: - Lúa cạn thực (lúa rẫy, Dry rice Upland rice): loại lúa thường trồng triền dốc đồi, núi khơng có bờ ngăn ln ln khơng có nước Cây lúa hồn toàn sử dụng lượng nước mưa ngấm đất để sinh trưởng phát triển - Lúa cạn khơng hồn toàn (lúa nước trời, Rainfed rice): loại lúa trồng triền thấp, khơng có hệ thống tưới tiêu chủ động, lúa sống hoàn toàn nước mưa chỗ, nước mưa dự trữ bề mặt ruộng để cung cấp cho lúa Vũ Tuyên Hoàng Trương Văn Kính, [7, Tháp 2-3] định nghĩa phân vùng lúa cạn chịu hạn theo loại hình đất trồng nước ta sau: - Đất rẫy (trồng lúa rẫy, Upland rice hay Dry rice): nằm vùng trung du, miền núi phía Bắc, miền Trung, Tây Nguyên phần Đông Nam Bộ - Đất lúa thiếu nước bấp bênh nước (loại hình lúa nhờ nước trời Rainfed rice): nằm rải rác vùng đồng bằng, trung du, đồng ven biển Đông Nam Bộ, kể đồng sông Hồng, đồng sông Cửu Long Kể diện tích đất phẳng khơng có hệ thống thuỷ nơng hay hệ thống thuỷ nơng chưa hồn chỉnh nhờ nước trời có phần nước tưới, ruộng vị trí cao thường xuyên nước Do điều kiện môi trường sống thường xuyên bị hạn thiếu nước nên nhiều giống lúa cạn có khả chịu hạn tốt Tuy nhiên, số giống lúa nước có khả chịu hạn số giai đoạn chúng 2.1.2 Khái niệm hạn phân loại hạn 2.1.2.1 Khái niệm hạn Theo J.H Hulse (1989) [39], từ “hạn”, tiếng Anh “drought”, xuất phát từ ngơn ngữ Anglo-Saxon có nghĩa “đất khơ” (dryland) Hiện chưa có định nghĩa tổng hợp hồn chỉnh hạn, song tuỳ góc độ nghiên cứu mà có khái niệm khác Dere C.Hsiao (1980) [T] định nghĩa: “Hạn cân nước thực vật thể liên quan hữu đất-thực vật-khí quyển” Một cách tổng quát, Giáo sư Nguyễn Đức Ngữ (2002) [25] định nghĩa: “Hạn hán tượng lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng, kéo dài, làm giảm hàm lượng ẩm không khí hàm lượng nước đất, làm suy kiệt dịng chảy sơng suối, hạ thấp mực nước ao hồ, mực nước tầng chứa nước đất gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng phát dục trồng, làm mùa màng thất bát, môi trường suy thối, gây đói nghèo dịch bệnh” Theo Gibbs (1975), hạn hay thiếu hụt nước trồng cân việc cung cấp nước nhu cầu nước Còn Mather (1986), tượng hạn sản xuất nông nghiệp thực chất thiếu cung cấp độ ẩm cho sinh trưởng tối đa trồng từ lượng mưa từ lượng nước dự trữ đất [39] 2.1.2.2 Phân loại hạn Khi nghiên cứu nguyên nhân gây nên hạn, tác giả cho việc thiếu nước mưa thường xuyên nguyên nhân gây nên hạn hán Vấn đề thời gian mưa, khoảng cách thời gian lần mưa định tới tính chất hạn cục hay hạn khốc liệt [72, Tháp] Theo Gulialep ctv; Lê Khả Kế, Đào Thế Tuấn ctv, chia hạn thành loại sau ([Tháp]: - Hạn khơng khí: Do độ ẩm khơng khí thấp 10-20% gây nên héo tạm thời cho cây, nhiệt độ khơng khí cao gây nên ẩm độ khơng khí giảm, làm lượng nước bốc dẫn đến phận non bị thiếu nước Nếu hạn kéo dài dễ làm cho nguyên sinh chất bị đơng kết nhanh chóng bị chết cịn gọi “cảm nắng” Tác hại gió khơ Hạn khơng khí diễn thời gian dài dẫn tới hạn đất - Hạn đất: Gây nên hạn lâu dài, thiếu nước, khơng có đủ nước để hút, mô bị khô nhiều sinh trưởng trở lên khó khăn; hạn đất ln gây nên giảm thu hoạch, hạn sớm dẫn đến trắng, không cho thu hoạch - Hạn kết hợp: Khi có kết hợp hạn đất hạn khơng khí thường gây nên hạn trầm trọng, kéo dài làm tổn hại lớn đến trồng - Hạn sinh lý: Khi có đầy đủ nước mà khơng hút nước do: nhiệt độ thấp, phần xung quanh rễ có nhiều chất gây độc cho rễ nồng độ dinh dưỡng xung quanh vùng rễ cao Theo số liệu tổng lượng mưa nhiều năm, thời gian phân bố mưa ẩm độ tháng nước ta so sánh với bảng phân loại hạn D.P.Garrity 1984 hạn Việt Nam chủ yếu hạn đất, hạn khơng khí đơi xảy cục miền Trung vùng khác diễn thời gian ngắn 2.1.3.Khái niệm chế tính chống, né (trốn), tránh, chịu hạn khả phục hồi sau hạn 2.1.3.1 Khái niệm tính chống, né (trốn), tránh, chịu hạn khả phục hồi sau hạn Theo Gupta (1986), phần lớn nhà chọn giống sử dụng năm thuật ngữ sau nói đến khả chống chịu hạn [36]: - Chống hạn: khả sống sót, sinh trưởng cho suất mong muốn loài thực vật điều kiện bị giới hạn nhu cầu nước hay bị thiếu hụt nước giai đoạn - Thốt hạn: khả “chín sớm” loài thực vật trước vấn đề khủng hoảng nước trở thành nhân tố hạn chế suất nghiêm trọng - Tránh hạn: khả trì trạng thái trương nước cao lồi thực vật suốt thời kỳ hạn - Chịu hạn: khả chịu đựng thiếu hụt nước loài thực vật đo mức độ khoảng cách thời gian giảm tiềm nước thực vật - Phục hồi: khả phục hồi lại sinh trưởng cho suất loài thực vật sau xảy khủng hoảng nước, thiệt hại thiếu nước gây không đáng kể Khả chống hạn thực vật bốn khả năng: thoát hạn, tránh hạn, chịu hạn phục hồi kết hợp bốn khả 2.1.3.2 Cơ chế tính chống, né (trốn), tránh, chịu hạn khả phục hồi sau hạn Trên giới có nhiều cơng trình nghiên cứu nhà khoa học chế chống hạn loại trồng cạn lúa mì, lúa mạch, cao lương, ngô lúa gạo Theo M.A Arraudeau (1989) [36], có vài chế chịu hạn đặc tính liên quan nhà chọn giống trồng sử dụng công tác chọn giống lúa: 2.1.3.2.1 Cơ chế né (thoát) hạn (Escape) Theo Tunner (1979) [31], thực vật nhóm thường lồi có thời gian sinh trưởng ngắn, đoản sinh, thường sống vùng sa mạc Chúng nhanh chóng hồn thành vịng đời kết hạt trước xảy hạn Đặc điểm loài thực vật sinh trưởng phát triển nhanh, có tính mềm dẻo Người ta sử dụng đặc tính sau để nghiên cứu chế né hạn [39] (i) Tính chín sớm (early maturity) đặc tính chung dễ để chọn giống Sự chín sớm dẫn đến khả cho thu hoạch trước hạn hán cơng (ii) Tính cảm ứng ánh sáng: liên quan đến giai đoạn sinh thực mà trùng khớp với thời kỳ có triển vọng mưa nhiều (iii) Tính trì hỗn hình thành hoa sớm (iv) Rối loạn hình thành chồi (sự đẻ nhánh lúa) 2.1.3.2.2 Cơ chế tránh hạn (Avoidance) Đây hoạt động thực vật làm hạn chế nước tăng cường cung cấp nước gặp hạn Để giảm nước thơng qua việc điều chỉnh đóng mở khí khổng, hay tự cuộn lại điều chỉnh diện tích Cịn để tăng cường cung cấp nước nhờ vào rễ ăn sâu, ăn rộng số lượng rễ nhiều, to [31], [39], [h] Một số đặc tính liên quan đến chế tránh hạn là: (i) Một hệ thống rễ ăn sâu làm tăng tổng lượng nước hữu hiệu Bộ rễ ăn sâu giống lúa cạn giống có khả chịu hạn tốt Bộ rễ hệ thống mạch dẫn xylem lớn rễ thân rạ đảm bảo cho hút nước, dẫn nước tốt (ii) Lớp phủ cutin coi “hàng rào” ngăn cản nước khơng qua khí khổng (iii) Hoạt động khí khổng: khí khổng đóng kín triệu chứng rõ ràng tình trạng giảm sút nước Nó xảy tế bào thực vật bị sức trương Thực vật đóng khí khổng suốt thời kì hạn Khi đó, lỗ khí khổng đặc điểm thích nghi (iv) Diện tích lá: khuynh hướng giảm diện tích để hạn chế tối đa nước thông qua việc giảm q trình nước Diện tích lớn giống lúa cạn, chịu hạn cổ truyền dấu hiệu phải quan tâm việc sử dụng đặc tính liên quan đến diện tích (v) Sự lá: chế bảo vệ chứng tình trạng giảm sút nước 2.1.3.2.3 Cơ chế chịu hạn (Tolerance) Theo Tunner (1979) [31], hoạt động trồng nhằm trì chức sinh lý mơ tế bào khả thực vật thông qua việc điều chỉnh áp suất thẩm thấu, tăng độ nhớt chất nguyên sinh, làm tế bào chịu nước Cơ chế biểu đặc tính sau [39]: (i) Sự vận chuyển, tích luỹ chất đồng hoá di chuyển chất đồng hoá từ thân vào hạt lúa cạn lúa cạn Theo nhiều tác giả nghiên cứu chế gen chịu hạn, hoạt động tăng tích luỹ hydrat cacbon, đặc biệt axit amin, loại đường làm tăng tính chịu hạn trồng lúa (ii) Sự điều chỉnh áp suất thẩm thấu tính thấm tế bào: trì hỗn góp phẩn làm giảm chết mô tế bào bị nước Một phần tính đa dạng di truyền lúa ghi nhận vấn đề (O’Toole, 1982) (iii) Sự co dãn tế bào: kích thước tế bào thay đổi theo tăng giảm lượng nước tồn 2.1.3.2.4 Cơ chế phục hồi (Recovery) (i) Lớp rễ ăn nơng góp phần thúc đẩy nhanh hút nước có mưa xảy sau thời kỳ hạn (ii) Phản ứng siêu cảm: tế bào thực vật phản ứng cách nhanh chóng việc ngủ nghỉ có thiếu nước xảy phục hồi hiệu làm việc chúng có nước trở lại [39] 2.1.3.2.5 Cơ chế chống hạn (Resistance) Thực vật có chế chống chịu hạn thể tất đặc tính khả hút nước, giữ nước sử dụng tiết kiệm nước [39] (i) Giảm bốc nước thông qua khả đóng mở khí khổng, giảm diện tích lá, góc độ hẹp vận động có hướng song song với ánh sáng mặt trời, cuộn lại để giảm bốc nước qua bề mặt (ii) Để trì cung cấp nước thường có rễ cực phát triển, ăn sâu, rộng với số lượng rễ mật độ rễ cao Các rễ to mập, có hệ thống mạch dẫn (xylem) lớn để việc vận chuyển nước trở nên dễ dàng (iii) Khả điều chỉnh tính thấm cao, tăng khả tích luỹ chất đồng hố để giảm thẩm thấu, giúp cho việc điều chỉnh áp suất thẩm thấu tăng sức trương mơ tế bào, có khả trì nguyên vẹn cấu trúc chức sinh lý màng tế bào quan tử, đảm bảo độ nhớt chất nguyên sinh làm cho chất nguyên sinh chịu nước cao Ngoài chế trên, số tác giả khác đưa ý kiến sau: - Theo Ebleringer (1976), phủ lông tơ hay mọc lơng coi đặc điểm thích ứng với việc thiếu nước - Góc lá: giống lúa mì có góc lỏng lẻo, xoè cho suất cao ổn định vùng địa phương sớm xảy hạn - Số nhánh: đẻ nhánh nhiều bất lợi lúa gạo lúa mì có hạn xảy trước trỗ - Râu hạt: góp phần quan trọng để lúa mì quang hợp, coi nhân tố định đến suất có khủng hoảng độ ẩm trầm trọng Có nhiều đặc tính kể nhà chọn giống sử dụng tiến hành công tác chọn giống lúa chịu hạn Thế kéo theo thay đổi sau trình chọn lọc hay cịn gọi “hiệu ứng pleiotropic”, tạm dịch “hiệu ứng đa hướng tính trạng” Một đặc tính làm tăng hiệu sử dụng nước thường kèm với “hiệu ứng pleiotropic” Ngoài ra, để tăng khả chịu hạn nhận kết giảm suất [36] 2.1.4 Đặc tính chống chịu hạn thực vật lúa Nhiều cơng trình khoa học nhà khoa học Kaul (1967), Sanchez (1979), Jones (1979), Blum (1980) lúa mì; Blum, Stout Simpson (1978), O’Toole Cruz (1979) lúa miến; Boyer (1980) đậu tương; O’Toole Moya (1978) lúa gạo ghi nhận vai trò gen chống chịu hạn trồng cạn (trích dẫn qua [31], [42], [43], [h] Những nghiên cứu di truyền tính chống chịu hạn rằng: khả chống chịu hạn biểu qua đặc điểm vật hậu học, sinh vật học, sinh lý học Ở thực vật nói chung lúa nhiều gen (đa gen) kiểm soát phức tạp Các gen kiểm sốt tính chống chịu trùng lặp với stress khác Trong genome lúa mì lúa mạch, người ta nhận thấy ảnh hưởng di truyền kiểm soát phản ứng khô hạn, mặn lạnh nằm đồ di truyền nhiễm sắc thể tương đồng Có 10 tính trạng số lượng (QTLs) tìm thấy tính trạng chống chịu chúng nằm chồng nên số vùng nhiễm sắc thể [2] Theo Nguyễn Văn Hiển (2000) [9], nguyên nhân tính chịu hạn trồng nhờ vào yếu tố sau: - Đặc tính giải phẫu hình thái thực vật để giảm bốc (mật độ khí khổng, chiều dày tầng cutin, chiều dày lá) - Đặc tính chống chịu sinh lý tế bào chất việc nước, nhiệt độ cao, nồng độ muối (khả điều chỉnh tính thấm) - Đặc tính sinh vật học sinh trưởng phát triển giống (đặc biệt tính chín sớm) - Tính chịu hạn thực vật liên quan với tính thích ứng sinh thái giống Ví dụ: giống lúa mì chịu hạn chứa nhiều lượng nước liên kết giống không chịu hạn Biết chất tính chịu hạn trồng cho phép nhà chọn giống đẩy nhanh tiến độ cải tiến giống chống chịu công việc tạo giống lúa chống chịu dường khả thi * Cây lúa phản ứng với hạn nào? - Cơ sở lý thuyết Một số lượng lớn cơng trình nghiên cứu q trình, chế tính trạng phức tạp định suất lúa điều kiện nước tưới hạn chế (Fukai and Cooper, 2001) chế lớn ảnh hưởng đến suất phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng hạn; khả dự đoán hạn mơi trường mục tiêu tiềm suất, hình thức tránh hạn chịu hạn Mối quan hệ thành phần với điều kiện hạn khác trình bày hình Hình 1: Sơ đồ thành phần điều kiện môi trường hạn (Tiềm năng suất, kiểu hình tính trạng chống chịu hạn) mối quan hệ suất với hình thức hạn khác lúa canh tác nhờ nước trời Khi khơng gặp hạn tiềm năng suất định suất hạt Từ bên trái sang phải sơ đồ hạn có xu hướng nghiêm trọng trốn hạn chịu hạn trở thành quan trọng Nếu theo chiều đứng từ lên hạn dự đốn lựa chọn kiểu hình (chín sớm) thời gian gieo trồng lựa chọn tốt, hạn khơng dự đốn tính trạng chịu hạn lựa chọn (Fukai and Cooper 2001) Hình cho thấy mức hạn trung bình suất giảm nhỏ 50%, tiềm năng suất chế quan trọng TPE (target population of environment) mức nghiêm trọng hơn, yêu cầu chống chịu hạn, hạn nghiêm trọng dự đốn vào giai đoạn sinh trưởng cuối chế tránh hạn hiệu với giống chín sớm Hạn xảy vụ không theo quy luật yêu cầu cải tiến giống có khả chống chịu hạn Tiềm năng suất vượt qua hạn chế suất không bị áp lực nước, dinh dưỡng sâu bệnh Xác định tiềm năng, suất sau (Monteith, 1977; Bọnziger cs., 2000; Mitchell cs., 1998): Năng suất hạt chức của: RAD = Bức xạ tới ngày (15 – 20 MUm-2 điều kiện nhiệt đới) %RI = Phần xạ xanh nhận (khoảng 95% thời điểm khép tán, 45% toàn chu kỳ sống) GLD = Thời gian xanh, ngày số trì màu xanh (120 ngày với giống cải tiến 140 ngày trở lên với giống truyền thống) RUE = Hiệu sử dụng xạ (khoảng 2,0 g sinh khối chất khô điều kiện không hạn chế HI = Hệ số thu hoạch ( 0,5 với giống cải tiến 0,3 với giống địa phương) Các nhà chọn giống trồng cải tiến tiềm năng suất chủ yếu nâng cao số thu hoạch (thấp cây, chín sớm, đẻ nhánh nhiều), gọn, thời gian xanh (GLD) thơng qua diện tích lớn thời kỳ dài 10