BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIỐNG ppt

5/ Phù hợp với điều kiện gieo trồng và phương thức canh tác nhất định Sử dụng các giống mới trong sản xuất với các khả năng thích ứng khác nhau không chỉ làm tăng năng suất, chất lượng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

DỰ ÁN HỢP TÁC VIỆT NAM – HÀ LAN

BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIỐNG

Người biên soạn: TS Lê Tiến Dũng

Huế, 08/2009

Bài 1

Mở đầu

I Vai trò của giống trong sản xuất nông nghiệp

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

Vai trò đặc biệt của giống thể hiện ở chỗ nó là sinh vật sống, khác với mọi tư liệu sản xuất khác và không thay thế bởi vì từ nó mà sản xuất ra loại nông sản mà người trồng cần

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

Các giống mới đã góp phần quan trọng trong sản xuất nông nghiệp Người ta

đã xác nhận rằng, góp phần làm tăng năng suất hạt ngũ cốc trên thế giới ở thế kỷ

XX thì hơn 40% là do vai trò của chọn giống, còn theo nhiều kết quả nghiên cứu thì các giống lúa mới có năng suất tăng 50-60%, thậm chí cao hơn nhiều so với các giống cổ truyền Năng suất ngô cao nhất giữa thế kỷ XIX là 5 tấn/ha còn ở Mỹ năng suất bình quân hiện nay đã đạt 10-15 tấn/ha, năng suất kỷ lục là 25,4 tấn/ha Các giống lúa mì mới đã đạt năng suất 6-8 tấn/ha, kỷ lục trên 10 tấn/ha

3/ Giống quyết định chất lượng nông sản

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nông sản do bản chất di truyền của giống quyết định Trừ một số đặc tính có thể thay đổi theo điều kiện vùng sinh thái, hầu hết ít thay đổi dưới ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh Vì vậy, việc chọn giống này hay giống khác để gieo trồng sẽ quyết định chất lượng nông sản sẽ được sản xuất ra

4/ Hạn chế thiệt hại do thiên tai, sâu bệnh

Mỗi giống có đặc tính chống chịu khác nhau với các điều kiện bất thuận và sâu bệnh

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

Sử dụng các giống mới trong sản xuất với các khả năng thích ứng khác nhau không chỉ làm tăng năng suất, chất lượng nông sản ở những vùng có điều kiện thâm canh, mà còn khai thác tốt các vùng đất, các điều kiện sinh thái, khí hậu khác nhau làm tăng sản lượng và hiệu quả của sản xuất nông nghiệp

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

Có thể tạo ra các giống có thời gian sinh trưởng khác nhau để bố trí trong cơ cấu luân canh, xen canh, gối vụ với các cây trồng khác

7/ Do dân số tăng nhanh cần đảm bảo an ninh lương thực:

- Chúng ta đang sống trong một thời kỳ bùng nổ dân số Dân số tăng nhanh đến mức "chóng mặt" Tỷ lệ tăng dân số bình quân của thế giới 1,8 % Cứ mỗi giây trôi qua trái đất phải lo thêm hơn 2 miệng ăn và như thế mỗi ngày 200.000 người, mỗi năm lo thêm 72 triệu người

- Theo tính toán của FAO lượng ngũ cốc thiếu hụt vào khoảng cuối thế kỷ giao động từ 70 - 130 triệu tấn vừa đúng bằng tổng sản lượng lương thực hàng năm của khối EC Như vậy, vấn đề xóa đói không thể chỉ giải quyết bằng từng con đường đơn lẻ của từng ngành riêng biệt mà là một vấn đề của các vấn đề liên quan trong một hệ thống thống nhất

Trong đó, công tác sản xuất giống cây trồng giữ vị trí then chốt, có vai trò cực kỳ quan trọng và đã được minh chứng bằng cuộc "cách mạng xanh" khởi đầu từ những năm của thập kỷ 60 của thế kỷ 20

Những năm gần đây, bằng những sự chuyển biến mạnh mẽ của các công nghệ về tạo giống và sản xuất giống; con người đã dần dần đưa các công nghệ cao vào cải tạo và làm biến đổi các giống cây trồng, vật nuôi theo những hướng có lợi nhằm phục vụ cuộc sống của con người; bằng cách tạo ra những giống có giá trị cao hơn, có tính chống chịu hơn đối với sâu bệnh và các điều kiện bất thường của môi trường, các giống cần ít phân, ít nước ít phải phun thuốc phòng trừ sâu bệnh mà vẫn cho năng suất cao (các giống Low - input - cây đ ầu vào ít) Ngoài ra còn tìm các biện pháp thích hợp để có thể gia tăng sự phong phú của cây trồng, mở rộng sự thích nghi của các giống đã trồng trọt

II NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA CẦN PHẢI TIẾN HÀNH SẢN XUẤT GIỐNG:

1 Hiện tượng thoái hóa: Hiện tượng năng suất, phẩm chất, sức sống của

giống giảm dần trong quá trình sản xuất gọi là hiện tượng thoái hóa giống

Trong sản xuất cũng như trong các điều kiện tự nhiên, giống thường gặp hiện tượng thoái hóa, sức sống và năng suất giảm, kéo theo các tính trạng khác cũng giảm theo

Đối tượng các loại cây trồng bị thoái hóa:

Các cây tự thụ phấn, nếu tự thụ phấn liên tục không được tiến hành lai giống, tuyển lựa sẽ có hiện tượng thoái hóa giống

Các cây giao phấn, nếu tự thụ phấn liên tục sẽ nhanh chóng làm cho giống bị thoái hóa

Các cây sinh sản vô tính, nếu tiếp tục trồng bằng phương pháp vô tính liên

Trong các biện pháp kỹ thuật, nếu không được đầu tư và chú trọng, thiếu cân đối, hoặc kỹ thuật không thích hợp cũng làm cho giống bị thoái hóa

Bởi vì, chúng ta biết rằng sự biểu hiện của Fenotip là do kiểu gen và yếu tố môi trường quyết định

P = G + E

P: fenotip;

G: là kiểu genotip (quyết định);

E: Evironmetmon (các yếu tố của môi trường) có tác động mạnh mẽ để các gen biểu hiện

2 Nguyên nhân gây nên hiện tượng thoái hóa giống:

2.1 Do bản thân giống: Bản thân giống không tốt, bị lẫn tạp nhiều trong quá trình sản xuất giống dẫn đến khi đưa ra sản xuất giống bị phân li, làm cho năng suất

Trong điều kiện sống không thay đổi, giống sống trong cùng một điều kiện quá lâu, nên ít phát sinh các biến dị, do đó tính thích ứng ngày càng bị thu hẹp lại, giống cũng bị thoái hóa

2.3 Do điều kiện thụ phấn không tốt:

Đối với cây tự thụ phấn, do quá trình tự thụ phấn liên tục từ đời này qua đời khác, quần thể luôn luôn đồng nhất về kiểu gen và kiểu hình, không có tuyển lựa và lai giống, quần thể không có biến dị, phạm vi thích ứng ngày càng thu hẹp lại làm cho sức sống giảm dần

Đối với cây giao phấn, nếu bị cách ly nghiêm ngặt sẽ dẫn đến hiện tượng cận giao, sẽ có nhiều cây đồng hợp tử ẩn có hại xuất hiện gây ra hiện tượng dị hình, làm cho năng suất, phẩm chất của quần thể bị giảm sút

2.4 Do đột biến:

Những thay đổi đột ngột của các yếu tố môi trường, sự tác động của các chất độc hóa học, các chất gây đột biến, các tia phóng xạ đều có thể làm cho một số

các cá thể phát sinh đột biến nhiễm sắc thể, hoặc đột biến gen: gây nên những hiện tượng bất dục, dị hình làm cho giống giảm sức sống

2.5 Do chế độ sản xuất giống không tốt:

3 Các biện pháp nâng cao sức sống của giống:

3.1 Thay đổi các điều kiện sống của giống:

Người ta thường dùng các biện pháp sau đây:

Sản xuất hạt giống ở nhiều nơi khác nhau

Thay đổi thời kỳ gieo giống

Cải thiện điều kiện trồng trọt để nâng cao sức sống của giống

Áp dụng các biện pháp kỹ thuật thích hợp làm cho giống biểu hiện hết các đặc trưng, đặc tính của nó mà trong điều kiện sống trước đây không có

3.2 Không ngừng tuyển lựa và bồi dưỡng:

Tuyển lựa thường xuyên là một biện pháp có hiệu quả ngăn ngừa giống thoái hóa Trong quá trình tuyển lựa, nếu càng loại bỏ nghiêm khắc những biến dị xấu, chú ý giữ được những biến dị tốt thì hiệu quả nâng cao sức sống của giống c àng nhanh chóng, rõ ràng

3.3 Nhân giống vô tính:

3.4 Nhân giống Invitro:

Nhân giống Invitro tạo ra được những cây khỏe, trẻ hóa cây, sạch bệnh, là vật liệu để chọn tạo giống, tạo ra các giống mới, duy trì được các đặc tinh di truyền cua các đời trước cho thế hệ sau Có hệ số nhân giống cao, đáp ứng được các yêu cầu của sản xuất

III ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC THU HOẠCH VÀ XỬ LÝ GIỐNG ĐẾN CHÂT LƯỢNG GIỐNG:

Đối với cây trồng, việc xác định thời điểm thu hoạch đặc biệt đối với các cây lấy hạt là một vấn đề hết sức quan trọng chúng ta cần nghiên cứu và giải quyết

Độ chín được xác định: chín sinh lý và chín hoàn toàn

Chín sinh lý là độ chín được xác định mà ở đó các hợp chất được tích lũy nhiều nhất và đã đến mức độ thuần thục hoàn toàn Thu hoạch vào giai đoạn đó sẽ đảm bảo chất lượng cao nhất và hạt giống cũng được đảm bảo hoàn hảo nhất Nếu chúng ta xác định giai đoạn này không tốt sẽ dẫn đến chất lượng hạt giống, làm cho hạt giống có sức nẩy mầm kém, ảnh hưởng xấu đến năng suất cây trồng do không đảm bảo mật độ khi cây mọc

Thu hoạch đúng lúc, sẽ làm tăng chất lượng của giống

1 Thời hạn thu hoạch:

Thời hạn thu hoạch là thời điểm mà hạt giống đã có độ chín sinh lý thuần

thục Đây là khâu quan trọng quyết định đến phẩm chất của hạt giống sau này

Để thu hoạch đúng độ chín, chúng ta cần xác định đúng độ chín của nó mà quyết định thời điểm thu hoạch thích hợp

Đối với cây lấy hạt (như lúa chẳng hạn), việc thu hoạch thích hợp nhất lúc

ẩm độ hạt đạt 25 ÷ 30% ở ngoài đồng Đó là giai đoạn hạt có sức sống và khả năng nẩy mầm cao nhất Hạt được chỉ tiêu đó vào khoảng 25 ÷ 30 ngày sau khi có 50%

số cây trổ bông Thu hoạch vào lúc này đòi hỏi phải kết hợp với các biện pháp phơi sấy đúng kỹ thuật

2 Ảnh hưởng của các điều kiện xử lý hạt giống

Chúng ta biết rằng, nhiệt độ và ẩm độ hạt là yếu tố quyết định chính đến tuổi thọ trong việc cất giữ giống

Nguyên lý của sự hạt khô: Nguyên lý của sự hạt khô phụ thuộc vào:

- Ẩm độ hạt

- Ẩm độ không khí

- Mối quan hệ giữa hai ẩm độ này

* Ẩm độ hạt là lượng nước ở trong hạt và được biểu thị bằng % Do đặc điểm hấp thu của hạt (hấp thu khí, nước) cho nên hạt sẽ luôn luôn cân bằng độ ẩm với độ ẩm tương đối của không khí xung quanh nó Độ ẩm này gọi là độ ẩm cân bằng của hạt Giữa các hạt trong cùng một giống, giữa các giống trong cùng một loài độ ẩm cân bằng không chênh lệch nhau quá 1% ẩm độ

* Ẩm độ không khí: là lượng nước có ở trong không khí và được biểu thị bằng %

Hàm lượng độ ẩm cân bằng:

Nếu ẩm độ không khí được giữ không đổi (không kể ảnh hưởng ẩm độ hạt) hạt giống sẽ hút ẩm hoặc mất nước đến khi ẩm độ hạt và ẩm độ không khí cân bằng Hàm lượng ẩm độ này gọi là hàm lượng ẩm độ cân bằng

Cucumber (Cuccumis) Dưa chuột 5,6 7,1 8,4 10,1

Egg Plant (Solamum) Cây cà 6,3 8,0 9,8 11,9

Flax (Linum) Cây lanh 5,6 6,3 7,9 10,0 15,2 Groundnut (Arachis) Lạc 4,2 5,6 9,8 13,0 Lettuce (Lactuca) Rau diếp 5,1 5,9 7,1 9,6

Lima Bean (Phaseolus) Đậu Lima 7,7 9,2 11,0 13,8

Maize (Zea) Ngô 8,4 10,2 12,7 14,4 18,8

Oat (Avena) Yến mạch 8,0 9,6 11,8 13,8 18,5 Okra (Abelmoschus) Mướp tây 8,3 10,0 11,2 13,1

Onion (Allium) Hành 8,0 9,5 11,2 13,4

Rice (Oryza) Lúa 7,9 9,8 11,8 14,0 17,6 Rye (Secale) Lúa mạch 9,7 10,5 12,2 14,8 20,6 Sorghum (Sorghum) Cao lương 8,6 10,5 12,0 15,2 18,8 Soyabean (Glycine) Đậu tương 6,5 7,4 9,3 13,1 18,8 Tomato (Lycopersicon) Cà chua 6,3 7,8 9,2 11,1

Turnip (Brassica) Su hào 5,1 6,3 7,4 9,0

Wheat (Triticum) Lúa mì 8,5 14,0 12,1 14,6 19,8 Winter Squash (Cucurbita) Bầu bí 5,6 7,4 9,0 10,8

Ghi chú:

Theo Robert, E.H (1972) Seed Viability Chapmen and Hall, London

Sự thay đổi trong ẩm độ không khí

Ẩm độ không khí không cố định Nó thay đổi suốt ngày và đêm, và có nhiều thay đổi trong suốt năm, từ mùa này sang mùa khác Đương nhiên, điều này sẽ ảnh

hưởng đến hàm lượng ẩm độ cân bằng của hạt để ngoài không khí, trong bọc giấy, hay túi vải, để cất giữ trong phòng (kho) Nếu sự khác biệt mùa quá lớn, sẽ ảnh hưởng đến cách sử dụng hạt giống ở những thời điểm khác nhau của năm

Nhiệt độ

Sự liên quan giữa ẩm độ hạt và ẩm độ không khí ít nhiều tùy thuộc vào nhiệt

độ Dạng biểu đồ giống nhau nhưng vị trí hơi thay đổi vì ở điều kiện nhiệt độ cao hơn thì ẩm độ không khí và ẩm độ cân bằng sẽ thấp hơn

Thành phần hạt

Yếu tố khác quan trọng hơn ảnh hưởng đến mối quan hệ là loại hạt Lý do chủ yếu của sự khác biệt giữa các loại giống là do sự thay đổi hàm lượng dầu chứa trong hạt Hàm lượng dầu lớn nhất trong hạt luôn thấp hơn hàm lượng ẩm độ cân bằng của nó

Làm khô hạt

Nguyên tắc:

- Không bao giờ đặt hạt dưới ánh nắng trực tiếp khi nhiệt độ quá cao

- Đặt hạt cách mặt đất để tránh sức nóng, và cho không khí lưu thông, tránh gia súc, gia cầm

- Không sử dụng khay kim loại vì nó dẫn nhiệt

- Không nên để hạt giống ngoài trời suốt đêm

Sau khi phơi hoặc sấy hạt giống cần làm theo đúng các nguyên tắc sau đây:

Hạt được bắt đầu sấy ở nhiệt độ khoảng 35 ÷ 37oC, sau đó nâng dần nhiệt độ lên đến 42 ÷ 45oC theo mức độ giảm dần độ ẩm trong hạt Mối tương quan này giữa

ẩm độ hạt và nhiệt độ sấy theo tỷ lệ nghịch Một điều chú ý là sấy khô từ từ, không nên sấy khô quá nhanh ở nhiệt độ cao hạt sẽ bị nứt bên trong, làm cho sức sống của hạt giống sẽ bị giảm, ảnh hưởng đến tỷ lệ nẩy mầm sau này

Hạt càng chứa nhiều dầu thì phải càng phơi sấy ở nhiệt độ thấp, tránh phơi các loại hạt có dầu như đay, đậu phộng - peanut (Arachip hypogaea L - lạc), đậu nành - soya (Glycine - đậu tương) vào lúc nắng gắt giữa ban trưa, hoặc phơi trên sân gạch, ciment mà nên phơi trong ánh sáng tán xạ, và phơi trên nong, nia, hoặc các dụng cụ khác

Điều kiện phơi sấy phải được thông gió tốt, tránh tình trạng giống sau khi thu hoạch về không tiến hành phơi sấy ngay mà còn ủ đống sau đó mới đem phơi Phơi sấy giống phải được ưu tiên hàng đầu

Sau khi phơi sấy, hạt phải được làm sạch khỏi các tạp chất, hạt cỏ dại, hạt bị tổn thương, hạt bị sâu bệnh, và phải tiến hành phân loại hạt theo kích thước để tiến hành đóng gói bảo quản

Trong quá trình ra hạt, sàng sẩy, phơi phóng cần lưu ý tránh các va chạm mạnh sẽ gây ra những ảnh hưởng xấu đối với sức sống của hạt giống sau này

Sau khi xử lý và kiểm tra xong, hạt giống phải được đóng bao ngay Việc quyết định sử dụng loại bao bì với kích thước cỡ nào tùy thuộc vào các yếu tố sau:

- Loại hạt giống

- Kích thước hạt

- Thời gian cần bảo quản

- Điều kiện vận chuyển và bảo quản

- Lượng hạt giống thích hợp để gieo trồng trên một đơn vị diện tích

- Giá trị của hạt giống

- Chi phí bao bì

- Mỹ quan của bao giống

Vật liệu phổ biến được dùng đựng hạt giống là bao vải, bao đay, bao giấy, các loại bao không thấm nước như bao Polyethylen, bao giấy nhôm

Đối với các loại hạt giống rau, người ta dùng các hộp sắt tráng kẽm để bảo quản

Ngoài ra, chất lượng hạt giống còn phụ thuộc vào việc sử dụng phân bón

Nếu bón phân đạm đơn độc thường làm cho thời gian sinh trưởng kéo dài, quá trình chín không đồng đều, dễ bị nhiễm sâu bệnh

Các thí nghiệm của Viện Hàn lâm Nông nghiệp Timiriazep cho rằng, nếu chỉ

dùng phân đạm bón cho lúa mạch đen thì trung bình trong 3 năm tỷ lệ nẩy mầm của hạt giảm từ 88% xuống còn 70%, còn nếu bón kết hợp với phân lân và kali thì tỷ lệ nẩy mầm của hạt tăng lên đến 95%

Ngoài ra, bón phân đạm đơn độc thường làm cho thời gian chín của hạt kéo dài, không đồng đều và dễ nhiễm sâu bệnh

Trái với phân đạm, phân lân có tác dụng nâng cao chất lượng của hạt giống Điều này được giải thích là do lân giữ một vai trò rất quan trọng trong quá trình trao đổi chất, các hợp chất của lân trong cây rất di động và chứa nhiều năng lượng cần thiết cho quá trình hô hấp, tổng hợp Protein cũng như các phản ứng quan trọng khác trong quá trình nẩy mầm và sinh trưởng của cây con Mặt khác, lân còn có tác dụng hạn chế tác hại của hiện tượng thừa đạm dẫn đến hiện tượng tích lũy trong cây nhiều NH4+, NO3- làm cho quá trình tổng hợp Protein bị kìm hãm Nhiều tác giả nhận thấy, bón nhiều đạm làm quá trình hút thu K, Ca, Mg của cây bị kìm hãm; trong khi đó lân có tác dụng làm tăng sự hút thu các nguyên tố dinh dưỡng trên, nên làm tăng chất lượng hạt giống

Kali có tác dụng làm tăng sự tích lũy tinh bột trong hạt, hạn chế được sự tích lũy đạm thừa nên cũng có ảnh hưởng tốt đến chất lượng của hạt giống

Trong một số trường hợp, phẩm chất hạt giống bị giảm sút là do thiếu một số nguyên tố vi lượng Các nguyên tố vi lượng trong hạt không những cần thiết cho sự nẩy mầm và phát triển bình thường của cây con mà còn làm tăng khả năng chống chịu điều kiện bất lợi của môi trường

Như vậy, việc bón phân kết hợp và cân đối giữa các chất N: P: K và các nguyên tố vi lượng đối với sản phẩm là giống cần phải đ ược chú trọng tuân theo các quy trình và các quy định đặt ra để nâng cao sức sống của hạt giống; đặc biệt đối với các loại giống cất giữ lâu

Ngoài những yếu tố như đã nêu ở trên, phẩm chất hạt giống còn chịu ảnh hưởng của mật độ cây trồng, thời vụ, lượng nước tưới

Mật độ cây trồng chẳng những có ảnh hưởng đến năng suất mà còn ảnh hưởng đến phẩm chất hạt giống thông qua độ lớn, độ đồng đều, kích thước, thành phần hóa học của hạt Đối với lúa mì, các tác giả Liên Xô trước đây nhận thấy chất lượng hạt giống nâng cao theo mức gia tăng tỷ lệ chồi chính trong quần thể Từ nhận định trên, các tác giả đề nghị trồng mật độ cao ở ruộng sản xuất lúa mì

Đối với các cây trồng cạn, độ ẩm cao trong đ ất cũng như việc dùng những liều lượng nước tưới lớn có ảnh hưởng xấu đến chất lượng hạt giống Vì độ ẩm cao, đặc biệt đối với các cây nhiều dầu sẽ tích lũy hàm lượng nước trong hạt cao, nên khi phơi sấy ở điều kiện nhiệt độ cao sẽ làm ảnh hưởng đến sức sống của hạt giống

IV ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN ĐẾN CHẤT LƯỢNG HẠT GIỐNG

Các điều kiện bảo quản và cất giữ đối với các loại hạt giống là điều kiện tối cần thiết và cần phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt

Sự giảm sức sống của hạt giống trong quá trình bảo quản là kết quả của

những diễn biến sinh lý, sinh hóa bên trong của hạt Quá trình đó phụ thuộc vào ẩm

độ của hạt lúc ban đầu và điều kiện cất giữ Nếu trong quá trình cất giữ mà ẩm độ hạt không được khống chế, dẫn đến độ ẩm tăng lên, các quá trình thủy phân xảy ra, chất lượng hạt giống chắc chắn sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng

bảo quản được lâu

Cũng theo Harrington, cần lưu ý là giữa độ ẩm của hạt và độ ẩm của không

khí trong kho cao thì hạt sẽ hút ẩm từ không khí và ngược lại khi độ ẩm của không khí thấp thì một phần nước ở trong hạt sẽ thoát ra ngoài Sự trao đổi nước giữa không khí và hạt sẽ tiếp diễn cho đến khi đạt được một trạng thái cân bằng nào đó

Theo J.C Delouche và N.D Rodda (1976), đã xác định được những mức cân bằng giữa độ ẩm của hạt đậu nành và không khí như sau:

Ẩm độ không khí % Ẩm độ cân bằng của hạt %

Ảnh hưởng của nhiệt độ thì theo quy luật Harrington, trong khoảng nhiệt độ

từ 0 ÷ 50 o C, mỗi sự gia tăng 5 o C của môi trường sẽ làm giảm thời hạn cho phép bảo quản hạt giống đi một nửa

Như vậy, trung bình việc giảm 1% độ ẩm của hạt sẽ có tác dụng đối với việc kéo dài thời gian bảo quản hạt giống tương đương với nhiệt độ trong kho xuống bớt

5oC Vì thế, những nơi không có kho lạnh thì việc hạ thấp độ ẩm của hạt giống và của không khí trong kho cần được đặc biệt quan tâm

Sự phá hoại của sâu bệnh trong quá trình bảo quản hạt giống cũng cần được chú ý, kho phải được dọn vệ sinh cẩn thận sau mỗi vụ và có thể định kỳ xử lý các loại thuốc xông hơi để trừ mọt Kho cũng phải được bảo vệ khỏi sự xâm nhập của chim và chuột, không phải chỉ ở số hạt bị chúng ăn, số bao bì bị chúng phá hoại mà chúng còn làm lẫn giống, thải chất thải của chúng vào kho sẽ làm cho độ ẩm trong kho tăng lên và đây chính là những ổ dễ bị phát sinh nguồn bệnh

Harrington đã đề ra điều kiện bảo quản an toàn để duy trì phẩm chất hạt mà không giảm tỷ lệ nẩy mầm từ 3 ÷ 10 năm, điều kiện này rất khó áp dụng đối với các nước vùng nhiệt đới, nơi có độ ẩm khá cao

Điều kiện bảo quản đặc biệt (kho có máy lạnh) chỉ áp dụng cho hạt có giá trị cao như hạt của các nhà làm công tác giống, hạt của các cây quý hiếm Trong sản

xuất hạt giống trong vùng Á nhiệt đới và Nhiệt đới có thể áp dụng theo các mức sau:

1 Bảo quản ngắn hạn (từ 1 ÷ 9 tháng) là các điều kiện để duy trì phẩm chất hạt từ vụ này đến vụ trồng sau:

Ngoài ra người ta còn bảo quản bằng chất khí hay hút chân không

Hiện nay, người ta thường bảo quản trong kho lạnh, trong kho sấy khô; tùy thuộc vào điều kiện có thể cho phép

Trong kho lạnh, tùy thuộc vào thời gian cất giữ hạt giống mà được bảo quản trong các kho có nhiệt độ khác nhau:

Loại hàng năm, cất giữ trong kho có nhiệt độ từ 10 - 30oC

Loại lâu năm, cất giữ trong kho có nhiệt độ từ 4 - 10oC

Loại cất giữ đặc biệt trong kho có nhiệt độ từ 0 đến - 5oC hoặc có thể -10oC Trong các thí nghiệm cho thấy rằng những hạt giống sẽ sống sót ở nhiệt độ

C - nhiệt độ chất lỏng Nitơ Giữ giống ở nhiệt độ này sẽ ngăn cản mọi hoạt động trao đổi chất Và một thực tế không có nhiều hiệu quả đến tuổi thọ hơn khi cất giữ hạt ở nhiệt độ - 20 oC

Vậy điều kiện tối ưu là gì? Không có câu trả lời chính xác cho vấn đề này vì

sự kết hợp khác nhau giữa nhiệt độ và ẩm độ đã được lựa chọn, sẽ có cùng ảnh hưởng đến tuổi thọ Những điều kiện chọn lựa này cũng phá vỡ thế cân bằng giữa điều mong muốn, điều có thể có khả năng thực hiện, và điều này tùy theo hoàn cảnh riêng mà lựa chọn

Cất giữ cực khô:

Những nghiên cứu gần đây cho thấy rằng nhiều hạt có dầu có thể được sấy khô để có hàm lượng ẩm độ rất thấp mà không gây tác hại, ngược lại điều này cũng nâng cao tuổi thọ Thí dụ, người ta đã tính toán rằng khi sấy khô hạt vừng (sesamun indicum) để hạ ẩm độ từ 5 % xuống 2% thì tuổi thọ tăng lên gấp 40 lần và bằng cách giảm nhiệt độ từ 20 oC xuống -20 oC, chúng cũng đạt được việc nâng cao tuổi thọ tương tự như vậy (Ellis, Hong và Robert, 1986)

Đây là sự cất giữ cực khô như đã gọi, đưa ra khả năng duy trì tuổi thọ mà không cần nhiệt độ dưới 0 o C

Trong kho sấy khô, độ ẩm không khí luôn luôn được sấy ở độ ẩm 30 - 45%, hoặc có thể cao hơn là tùy thuộc vào thời gian cất giữ giống và các loại giống cây trồng khác nhau

Thời gian cất giữ hạt giống phụ thuộc vào ẩm độ của hạt và nhiệt độ phòng

Ẩm độ thấp, nhiệt độ thấp, thời gian cất giữ càng dài Nhiệt độ cao, ẩm độ cao thì ngược lại thời gian bảo quản giống sẽ ngắn

Mối quan hệ giữa độ ẩm hạt và nhiệt độ trong kho đến thời gian cất giữ (năm)

Ngoài ra, khi tồn trữ giống, người ta còn cất giữ trong ngân hàng Gen, ngân hàng Invitro, nơi mà các mẫu cây trồng có bảo quản trong môi trường trung gian, đây là cách bảo tồn xen với bảo tồn trong ngân hàng giống trên đồng

Có 2 phương pháp để duy trì invitro "sinh trưởng chậm " cho giai đoạn cất giữ từ ngắn đến trung bình và bảo quản lạnh trong chất lỏng Nitrogen đối với những bảo quản trong thời gian dài Invitro là phương pháp chỉ tồn tại cho sự bảo quản thời gian lâu dài đối với giống

Bài 2 SẢN XUẤT G IỐNG

I KHÁI NIỆM, MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA

1 Khái niệm về cấp và loại hạt giống

Trong công tác sản xuất giống, sự phân cấp hạt giống được dựa trên cơ sở chủ yếu là độ thuần của hạt giống Theo sự phân cấp hiện nay trên thế giới thì các cấp hạt giống bao gồm:

1.1 Hạt giống siêu nguyên thủy hay hạt giống gốc của nhà chọn giống (Breeder's seed) là hạt mang đầy đủ những tính nguyên thủy của giống được tạo

ra Có số lượng ít nhưng chất lượng cao nhất Trách nhiệm giữ độ thuần của hạt giống gốc trong suốt cả thời gian mà giống vẫn được dùng trong sản xuất là thuộc

về cơ quan chọn giống Trong hệ thống sản xuất hạt giống gốc nói trên là vật liệu khởi đầu nên được ký hiệu là G0 (G genegation)

1.2 Hạt giống nguyên chủng hay hạt giống cơ sở (Foundation Seed,

Basid) là hạt thu được từ những lần nhân đầu hạt giống gốc (khoảng 2 - 3 thế hệ)

Hạt nguyên chủng mang đầy đủ các đặc tính nguyên chủng của giống Các thế hệ được nhân ra từ hạt giống được ký hiệu là G1, G2, G3 Nếu xem G1 là nguyên chủng cho bước nhân trước thì G1, G2 là hạt "siêu nguyên chủng" là hạt "Elite" và

"Super Elite" Độ thuần của hạt nguyên chủng đối với phần lớn các cây trồng phải đạt cao hơn 99% Trách nhiệm sản xuất hạt giống nguyên chủng thuộc về các công

ty giống và các cơ quan nghiên cứu về giống

1.3 Hạt giống kiểm định (Registered Seed) được nhân ra từ hạt nguyên

chủng được ký hiệu là R1, R2, R3 tương ứng với từ thường dùng ở nước ta là hạt

giống cấp 1, cấp 2, cấp 3 Cuối cùng của bước này (R2 ho ặc R3) là hạt giống thương phẩm (Certified Seed)

Ở một số nước người ta nhân hạt giống thương phẩm (Certified Seed) thành một cấp hạt giống riêng Hạt giống thương phẩm được sản xuất trên quy mô lớn ở các cơ sở sản xuất giống, nhằm cung cấp hạt giống cho sản xuất đại trà, sau khi đã

sơ chế, xử lý, kiểm nghiệm và đóng gói thích hợp

Các tiêu chuẩn về độ thuần và phẩm chất được quy định riêng cho từng cấp hạt nói trên theo 10 TCN,

Dựa trên cơ sở các chỉ tiêu đánh giá chất lượng hạt giống, người ta phân hạt kiểm định hay hạt giống thương phẩm ra làm 3 loại: loại 1, loại 2, loại 3

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng hạt giống gồm:

* Độ thuần của hạt giống - được đánh giá theo tỷ lệ hạt có đầy đủ các đặc tính kinh tế - sinh học của giống gốc Độ thuần được biểu thị bằng chỉ số phần trăm Đối với các giống cây tự thụ phấn thì hạt loại 1 phải có độ thuần trên 95,5%

Số hạt đúng giống

Độ thuần % =

Số hạt mẫu giống đem ra kiểm tra x 100

Độ thuần nói lên tính thuần khiết của giống Độ thuần cao, chứng tỏ chất lượng giống tốt, giống không bị lẫn tạp; góp phần tăng năng suất cây trồng

* Độ sạch của hạt giống - được đánh giá theo tỷ lệ trọng lượng của các

thành phần lẫn tạp, bao gồm những hạt cỏ dại và những hạt giống đã bị hư hỏng vì những lý do khác nhau

Độ sạch thấp, lô hạt giống đó cần phải được làm sạch lại trước khi đưa ra sản xuất Có như vậy lượng hạt giống gieo quy định và mật độ cho một đơn vị diện tích mới được đảm bảo

* Tỷ lệ nẩy mầm của hạt giống - là tỷ lệ hạt có khả năng nẩy mầm bình

thường

Số hạt nẩy mầm

Tỷ lệ nẩy mầm % =

Số lượng hạt đem thử x 100 Đây là một trong những chỉ tiêu chính để phân loại hạt giống Để xác định chỉ tiêu này, người ta cho hạt nẩy mầm trong điều kiện tối hảo Thời gian này tùy thuộc vào đặc điểm nẩy mầm nhanh hay chậm của từng loại hạt, trung bình khoảng một tuần đối với hạt các cây lương thực

* Sức nẩy mầm - được đánh giá theo khả năng hạt mọc đồng đều trong một

thời gian nhất định và được biểu thị bằng % số hạt mọc mầm so với tổng số hạt gieo

Số hạt nẩy mầm Sức nẩy mầm % =

Số hạt đem thử x 100 (cùng đơn vị thời gian)

Chỉ tiêu này nói lên:

- Tốc độ nẩy mầm của giống, giống nào có tốc độ nẩy mầm cao chứng tỏ có chất lượng tốt

- Giống càng thuần chủng, sức nẩy mầm càng đồng đều, khả năng sinh trưởng và phát triển càng đồng đều

Ví dụ, đối với phần lớn cây lương thực tỷ lệ nẩy mầm được xác định sau khi thử một tuần, còn sức nẩy mầm được xác định căn cứ vào tỷ lệ hạt nẩy mầm sau 3 ngày

Để có tỷ lệ nẩy mầm, sức nẩy mầm tốt, vấn đề quan trọng là trong bảo quản hạt giống chúng ta cần phải chú ý đến sức sống của hạt giống

Sức sống của hạt là tỷ lệ hạt sống, có thể phát triển thành cây, cây đó có thể sinh trưởng và phát triển trong điều kiện cho phép

Sức sống của hạt cần được xác định trong giai đoạn bắt đầu bảo quản và trong khoảng thời gian nhất định trong quá trình bảo quản để dự đoán đúng thời hạn làm trẻ hóa hạt giống

Các yếu tố ảnh hưởng đến sức sống của hạt giống:

- Môi trường: nhiệt độ không khí, sự ngưng tụ hơi nước, sự nhiễm của vi sinh vật, gió, mưa, bão lụt khi thu hoạch

- Các hoạt động khi thu hoạch, gặt, đập, độ ẩm hạt khi thu hoạch

- Quá trình làm khô hạt (do phương pháp làm khô) Nếu hạt quá ẩm với ẩm

độ > 20% không được làm khô ở nhiệt độ > 40oC, trừ khi độ ẩm hạt < 15%

- Độ chín sinh lý của hạt, đặc điểm amylose của hạt, ngủ nghỉ hạt và đặc điểm của giống

Yêu cầu để kéo dài sức sống hạt:

- Hạt chín sinh lý đúng tiêu chuẩn

- Độ ẩm hạt đúng yêu cầu

- Hạt làm sạch đúng tiêu chuẩn

- Điều kiện kho lạnh (To, độ ẩm của kho )

Phương trình tính khả năng nẩy mầm:

P

V = Ki -

10k - c1 log - c2 m - c3 tTrong đó những số c1, c2, c3, k là những hằng số, nó tùy thuộc theo loài đang xem xét Hai hằng số c1, c2 biểu thị ảnh hưởng của nhiệt độ đến tuổi thọ, c3 biểu thị độ nhạy cảm của sự sống đối với ẩm độ, k là hằng số liên quan đến tiềm

năng di truyền học trong tồn trữ Ki là hằng số đặc biệt cho mỗi lô hạt giống; biểu thị chất lượng hạt ban đầu (tính bằng giới hạn của % độ nẩy mầm), m và t là % ẩm

độ hạt và nhiệt độ tồn trữ tương ứng P là số ngày tồn trữ; V là mức độ khả năng nẩy mầm ở bất kỳ thời gian định sẵn

Giá trị của c1, c2, c3, k đã được tính cho số lượng nhiều dạng khác nhau của loài nhưng vẫn còn được tính cho nhiều loài khác nữa Trong hầu hết những loài thiếu những đặc điểm nổi bật, như lúa mạch và hành có thể sử dụng phương trình này như cẩm nang bởi vì có những loài có tính chất tồn trữ tốt và cũng không tốt tương ứng

Ví dụ: 3 lô hạt lúa mạch được cất giữ ở 40oC, ẩm độ 10% đến khi khả năng nẩy mầm của nó hạ xuống 80% Khả năng nẩy mầm ban đầu của nó là 99,9%; 99,0% và 90%, những con số rất cao Thời gian cần cho khả năng nẩy mầm giảm còn 80% như sau:

Khả năng nẩy mầm ban đầu Thời gian

99,9% 18.368 ngày (50,3 năm) 99,0% 12.353 ngày (33,8 năm) 90,0% 3.661 ngày (10,0 năm) Như vậy, sự khác biệt rất nhỏ trong khả năng nẩy mầm ban đầu có thể dẫn đến sự khác biệt gấp 5 lần trong thời gian tồn trữ Thêm vào đó, mức độ sai khác về khả năng nẩy mầm ban đầu rất khó phát hiện bằng cách kiểm tra độ nẩy mầm chuẩn Để thống kê chắc chắn rằng sự khác nhau về kích cỡ được quan sát là có thật, đòi hỏi kiểm tra vài trăm giống nghĩa là với số lượng lớn, điều này khó thực

hiện đối với những nguồn giống quý hiếm Vì vậy, mọi việc làm cần thiết để đảm

bảo chất lượng hạt giống thu được là bảo quản chúng thật tốt như đã trình bày ở trên

* Khối lượng 1000 hạt - chỉ tiêu này chẳng những cần thiết để đánh giá chất lượng hạt giống mà còn cần thiết để xác định lượng hạt giống để gieo trên một đơn

M2 = Khối lượng bao + Khối lượng hạt chưa sấy

M3 = Khối lượng bao + Khối lượng hạt sau khi sấy

Có thể xác định độ ẩm bằng máy đo độ ẩm nhưng cách xác định chính xác hơn là sấy mẫu hạt ở nhiệt độ 100oC trong 5 giờ hoặc ở 130oC trong 60 phút Đối với các loại hạt nhỏ như hạt cỏ, hạt cải thì có thể để nguyên hạt để sấy Đối với những loại hạt to như bắp, đậu thì cần phải nghiền nhỏ rồi sấy mẫu, trung bình 5 giờ

để sấy Theo ISTA nhiệt độ từ 130 - 133oC; thời gian sấy 2 giờ đối với ngũ cốc, 4 giờ cho ngô, 1 giờ cho tất cả các loài khác ở danh sách của ISTA Phụ lục cuối sách

* Mức độ nhiễm sâu bệnh được đánh giá bằng tỷ lệ hạt bị nhiễm sâu bệnh Khi đánh giá chỉ tiêu này cần phân biệt hai dạng: Dễ nhận thấy (hạt có vết bị phá hoại rõ ràng) và dạng cần dùng phương pháp đ ặc biệt để phát hiện (cắt hạt, dùng hóa chất, kính hiển vi, chụp quang tuyến X )

Số hạt bị nhiễm Mức độ nhiễm % =

Số mẫu hạt quan sát x 100

* Ở một số nước người ta còn sử dụng chỉ tiêu "giá trị của hạt giống"

Giá trị của lô hạt giống được xác định bằng cách nhân chỉ tiêu tỷ lệ nẩy mầm của hạt với độ thuần của hạt chia cho 100

Ví dụ: Độ thuần của hạt là 98% và tỷ lệ nẩy mầm của hạt là 95% thì giá trị của lô hạt giống là:

1 Đặc điểm sinh vật học của quần thể tự thụ phấn:

Trong các lo ại cây trồng có một số lượng lớn các cây tự thụ phấn, với sự thích nghi đa dạng giúp cho việc tự thụ phấn và ngăn ngừa khả năng giao phấn

Cây tự thụ phấn thường thụ phấn bằng chính phấn hoa của cùng một hoa hoặc cùng cây

Sự thích nghi này không tuyệt đối và không loại trừ sự giao phấn bởi lẽ đó là con đường tiến hóa của thực vật Tuy vậy, sự tự thụ phấn vẫn là kiểu phổ biến trong sinh sản hữu tính của một số loài thực vật Để thích nghi với tự thụ phấn, cấu tạo

hoa của chúng thường lưỡng tính, hoa nhỏ, không có màu sắc sặc sỡ, ít mùi vị, nhụy cái được bao bọc kỹ, nhị đực dài hơn nhụy cái, thời gian nở hoa ngắn

Quần thể tương đối đồng nhất, tính di truyền cho các đời sau tương đối ổn định do các cá thể trong quần thể thường có kiểu gen giống nhau và ở dạng đồng hợp thể Nếu trong quần thể do đột biến, hoặc do lai giống mà xuất hiện gen dị hợp thì sau một vài đời tự thụ phấn liên tục, sẽ dẫn đến kết quả là trong quần thể chỉ có các cá thể mang kiểu gen đồng hợp thể

Do đặc điểm này, khi sản xuất giống chúng ta biết để ứng dụng và tìm các biện pháp kỹ thuật tác động tích cực để các đặc trưng, đặc tính tốt của giống được biểu hiện ra nhằm nâng cao chất lượng của giống

Đối với cây tự thụ phấn, hiện nay chúng ta đang tập trung nâng cao phẩm chất hạt giống đối với cây lúa là chính, thứ đến một số cây ngũ cốc khác, một số cây đậu đỗ khác

2 Tiêu chuẩn chất lượng hạt giống:Đọc tài liệu

Tiêu chuẩn Việt Nam 10TCN

3 Quá trình sản xuất hạt giống nguyên chủng và hạt giống các cấp:

Khâu then chốt của việc đổi mới hạt giống là sản xuất hạt nguyên chủng Yêu cầu đổi mới hạt giống nguyên chủng rất cao, ruộng sản xuất hạt giống nguyên chủng đòi hỏi phải được áp dụng quy trình kỹ thuật thâm canh thích hợp và việc chọn lọc phải được tiến hành một cách có hệ thống trong suốt quá trình sản xuất

* Phương pháp chọn lọc chủ yếu để dùng trong sản xuất ra hạt giống siêu nguyên chủng là chọn lọc cá thể có kiểm soát đời con Tùy theo đặc điểm của từng loại cây trồng người ta áp dụng các sơ đồ chọn lọc khác nhau

Nguồn vật liệu khởi đầu để sản xuất ra hạt nguyên chủng là hạt giống gốc của nhà chọn giống cung cấp hoặc hạt siêu nguyên chủng hay nguyên chủng của đợt trước

Quá trình sản xuất hạt nguyên chủng theo phương pháp chọn lọc cá thể (Pedigrremultiplifcation) được thực hiện theo các bước cơ bản như sau:

1- Tuyển chọn cá thể tiêu biểu từ ruộng hạt nguyên chủng hay hạt siêu nguyên chủng đợt trước

2- Đánh giá các thế hệ tuyển chọn thông qua thế hệ con Chọn các dòng tốt 3- Nhân hỗn hợp của những dòng hạt được tuyển chọn

4- Sản xuất hạt nguyên chủng

Công việc cụ thể được tiến hành như sau:

Bước 1: Tuyển chọn trên 300 cá thể từ quần thể ruộng sản xuất hạt siêu nguyên chủng hay hạt nguyên chủng đợt trước theo các đặc tính kinh tế - sinh học tiêu biểu của giống - giữ riêng từng cá thể tuyển chọn và cất giữ riêng Áp dụng phương pháp chọn lọc cá thể để chọn

Bước 2: Gieo hạt của những cá thể đã được tuyển chọn vụ trước thành hàng (dòng) Đối chứng là hạt siêu nguyên chủng hay hạt nguyên chủng được gieo lại qua một số hàng nhất định (thường khoảng 20 - 30 hàng) Trong quá trình trồng theo dõi những cá thể xấu và những dòng không mang đầy đủ các đặc tính tiêu biểu của giống được đánh dấu và loại bỏ trước khi thu hoạch Hạt của những dòng tốt được thu hoạch riêng và được kiểm tra trong phòng thêm một lần nữa trước khi quyết định như sau:

* Trong trường hợp cần thiết do yêu cầu của thị trường và yêu cầu dự trữ giống có thể tuyển chọn lại thêm một lần nữa những thế hệ tuyển chọn với 2 - 3 lần lặp lại và tiếp tục chọn lọc như những vụ trước

* Hạt của những dòng tiêu biểu được trộn chung với nhau để nhân bước tiếp theo

Bước 3: Nhân hỗn hợp hạt của những dòng được tuyển chọn Tiến hành chọn lọc quần thể để loại bỏ những cá thể không có những đặc tính tiêu biểu của giống hoặc bị nhiễm sâu bệnh

Sau khi thu ho ạch, phân loại hạt theo kích thước và chỉ dùng hạt có kích thước lớn để nhân tiếp vụ sau Tùy theo nhu cầu về lượng hạt giống mà lặp lại giai đoạn nhân hạt này từ 2 - 4 vụ Hạt của các bước nhân này có thể xem là hạt siêu nguyên chủng

Các bước này phần lớn đều do cơ quan chọn giống của Nhà nước, các công

ty giống của Nhà nước hoặc của tư nhân đảm nhận

+ Việc sản xuất hạt giống kiểm định: (cấp 1, cấp 2, cấp 3) từ hạt nguyên chủng được tiến hành theo phương pháp chọn lọc quần thể nghiêm ngặt để loại bỏ những cá thể xấu hoặc lẫn tạp hay bị nhiễm sâu bệnh có thể lây qua hạt Các cấp hạt này thường do các hợp tác xã tiên tiến sản xuất theo đơn đặt hàng của các công ty sản xuất giống dưới sự chỉ đạo, kiểm tra, giám sát của các cơ quan đó

Phương pháp tuyển chọn sử dụng phương pháp chọn âm tính để khử lẫn Khi khử lẫn, căn cứ vào các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây trong từng giai

đợn mà tiến hành thực hiện Nguyên tắc loại trừ một cách triệt để các cây lẫn giống, cây xấu, cây bị bệnh

Các quy trình kỹ thuật áp dụng cho sản xuất các cấp hạt giống trên phải đạt

ở mức độ tiên tiến, đặc biệt là khâu chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh và áp dụng tất cả các biện pháp cần thiết để loại trừ khả năng lẫn giống cơ giới và sinh học

+ Đối với lúa trong suốt quá trình sản xuất hạt nguyên chủng nhất thiết phải

áp dụng biện pháp cấy một dảnh/ khóm Quá trình nhân hạt từ nguyên chủng ra hạt giống kiểm định (hạt cấp 1, cấp 2 và cấp 3) có thể gieo cấy bình thường

Diện tích ruộng nhân giống cung cấp cho sản xuất tùy theo từng loại cây trồng mà quyết định Thường cây trồng có hệ số nhân cao - diện tích nhỏ; cây trồng

có hệ số nhân giống thấp - diện tích lớn Như diện tích nhân giống đối với lúa từ 3 ÷ 5%; ngô 4 ÷ 8%; bông vải 15%; đậu tương 5 ÷ 7%; cao lương 1,5 ÷ 3%; khoai lang

10 % diện tích so với trồng đại trà

Ngoài ra, giống hiện nay có tính hàng hóa cao, có thể sản xuất theo nhu cầu của thị trường

Sản lượng của giống

Hệ số nhân =

Khối lượng hạt giống gieo (trên đơn vị diện tích)

Ví dụ: sản lượng 4 tấn, lượng hạt giống gieo 160 kg/ ha; hệ số nhân giống là

25

4000

25 =

160

III CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT GIỐNG ĐỐI VỚI CÂY GIAO PHẤN

1 Đặc điểm sinh học của quần thể cây giao phấn:

Trong tự nhiên, phổ biến là cây giao phấn vì giao phấn làm cho đời sau nâng

cao được sức sống, tăng phạm vi thích ứng với môi trường Ngay những cây tự thụ phấn nghiêm khắc cũng thường giao phấn với một tỷ lệ nhất định

Cây giao phấn thường có hoa đơn tính cùng cây hay đơn tính khác cây Nếu

hoa lưỡng tính tự thụ phấn sẽ bất dục, hoặc sức sống giảm sút, biểu hiện dị hình, tính chống chịu kém, năng suất giảm sút nhanh chóng

Ở cây giao phấn, giữa các cá thể thường không đồng nhất, đời sau thường không ổn định

Trong quần thể cây giao phấn nếu để các cá thể giao phấn tự do, không có quá trình chọn lọc xảy ra, và không có phát sinh đột biến gen thì trong quần thể có

sự cân bằng di truyền, có ý nghĩa là tỷ lệ các kiểu gen trong quần thể vẫn giữ nguyên từ đời này qua đời khác Tuân theo quy luật Hardi - Vanbec

Với những đặc điểm trên, việc sản xuất giống đối với cây giao phấn cũng khác so với cây tự thụ phấn Nó phức tạp hơn, tốn công hơn

2 Các bước sản xuất hạt giống nguyên chủng đối với cây giao phấn:

Đối với cây giao phấn, việc sản xuất hạt nguyên chủng có thể được tiến hành theo phương pháp chọn lọc quần thể

1- Tuyển chọn và nhân giống gốc 2- Sản xuất hạt siêu nguyên chủng 3- Sản xuất hạt nguyên chủng

Hạt dùng làm nguồn vật liệu khởi đầu để sản xuất ra hạt giống gốc được lấy

từ các cá thể chọn lọc từ quần thể giống gốc đợt trước

Có thể thực hiện bước một nói trên theo sơ đồ sau (ví dụ đối với giống ngô thụ phấn tự do):

Trong trường hợp hạt giống cần cho bước nhân sau lớn hơn hỗn hợp hạt từ các cây đã được tuyển chọn và thụ phấn hỗn hợp còn lại, những bắp lấy thêm này không dùng làm hạt giống gốc

2.2 Chọn lọc quần thể cách ly:

Quần thể ban đầu được trồng cách ly và phân thành nhiều ô nhỏ, khi trổ cờ tuốt bỏ cờ của tất cả các cá thể không đạt yêu cầu Trước khi thu hoạch tuyển chọn các cá thể tiêu biểu cho giống với số lượng tương đương nhau từ mỗi ô sao cho tổng

số bắp tuyển chọn đạt khoảng 500 bắp Hỗn hợp hạt bằng nhau của từ 500 bắp này được coi là giống gốc

Cũng theo phương pháp này trên ruộng cách ly có thể quy định phân thành các hàng cha và mẹ và những cây không tiêu biểu cho giống ở những hàng cây bố

Theo cách này những hàng làm bố đồng thời cũng là những hàng chỉ thị về sự biến động của môi trường giúp cho sự tuyển chọn được chính xác hơn

2.3 Tái tạo hạt giống gốc theo phương pháp bắp trên hàng ruộng cách ly:

Hạt của 500 bắp được tuyển chọn từ vụ trước được giữ lại Hạt của mỗi bắp được gieo thành một hàng cây mẹ Hàng cây được gieo từ hỗn hợp lượng hạt bằng nhau từ 500 bắp trên được gieo thành hàng bố Tỷ lệ hàng bố và hàng mẹ thay đổi

từ 1 hàng bố trên 2 hàng mẹ hoặc 4 hàng mẹ (phụ thuộc vào khả năng cho phấn của hàng làm bố) Nguyên tắc chung là tăng số lượng hàng mẹ được nhiều là tốt nhất vì hàng làm mẹ quyết định đến năng suất hạt lai

Tuốt cờ tất cả các cây hàng mẹ và những cây không tiêu biểu cho giống ở hàng bố (chú ý: khi cờ bắt đầu nhú lên cần tuốt cờ ngay, mỗi ngày cần ra ruộng tuốt

cờ đúng lúc và triệt để vì đây là vấn đề quyết định sự thành bại của công tác sản xuất giống)

Các hàng làm bố đồng thời cũng là những hàng chỉ thị về độ biến động của môi trường Cũng tiến hành tuyển chọn theo các sơ đồ trên ở các hàng mẹ để có khoảng 500 bắp nguyên bản làm hạt giống gốc

Trong trường hợp lượng hạt giống cần thiết cho bước nhân tiếp theo lớn hơn

số hạt thu được từ 500 bắp nói trên có thể chọn thêm một số bắp từ các hàng làm

mẹ đã tuyển để làm giống nhân tiếp

3 Cách ly ruộng giống:

Là yêu cầu trước tiên cần coi trọng để tránh tạp giao tự nhiên do gió và côn trùng làm ảnh hưởng đến chất lượng hạt giống Khoảng cách cách ly thay đổi tùy theo quy định của từng nước có điều kiện tự nhiên khác nhau Nói chung ruộng sản xuất giống gốc phải cách ly nghiêm ngặt hơn ruộng nhân giống

Theo Pháp:

Đối với lúa mì, lúa nước, đậu phộng, đại mạch, yến mạch, ruộng dòng thuần: cách nhau 30m (với ruộng khác tên giống), ruộng siêu nguyên chủng 30m (với ruộng khác tên giống) và 10m (với ruộng cùng tên giống), ruộng nguyên chủng 20m (với ruộng khác tên giống) và 10m (với ruộng cùng tên giống), ruộng nhân giống lần thứ nhất: 10m (với ruộng khác tên giống cũng như ruộng cùng tên giống), ruộng nhân giống lần thứ hai: 5m (với ruộng khác tên giống) và 1m (với ruộng cùng tên giống)

Đối với ngô, ruộng nhân dòng thuần: 400m (với ruộng khác tên giống),

ngô thường dùng trong sản xuất: 200m (với ruộng khác tên giống) Nếu ruộng giống

có quy mô 10 ha trở lên thì phải cách ly 300m (với ruộng khác tên giống)

Ngoài phương pháp cách ly không gian, người ta còn sử dụng cách ly thời gian tức là gieo các giống có thời gian khác nhau để chúng ra hoa không trùng nhau, cách này là cách cách ly tốt nhất nhưng mất nhiều thời gian để gieo hạt

Người ta có thể dùng các loại cây che chắn khác nhau, các băng cây trồng có chiều cao cao hơn giống cần cách ly để hạn chế bớt khả năng thụ phấn của các giống khác, cách này hiệu quả cách ly kém

4 Kỹ thuật lọc giống trên ruộng sản xuất giống:

Trong quá trình sản xuất hạt giống, đồng thời với việc chăm sóc đảm bảo đúng kỹ thuật cho giống cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt, cần phải chú trọng kiểm tra ruộng sản xuất giống để loại bỏ những cây xấu, cây bị bệnh hoặc bị sâu phá hoại, cây không đồng đều, cây lẫn giống và chỉ thu hoạch những cây tốt, bông tốt, hạt tốt; đó là kỹ thuật lọc giống

Kỹ thuật lọc giống có 2 hình thức:

4.1 Chọn âm tính, để lọc giống theo đặc tính xấu

Cách làm: loại bỏ hay cắt riêng những cây bị sâu bệnh, cây không đồng đều,

cây lẫn giống, cây không có đặc trưng hình thái điển hình của giống, cây ra hoa và chín quá sớm hoặc quá muộn so với phần lớn các cây khác trong ruộng giống Áp dụng hình thức này khi các cây trong ruộng giống tương đối đồng đều, cây tốt nhiều hơn cây xấu, hay thường dùng để khử lẫn ruộng giống ở giai đoạn sinh trưởng ban đầu

4.2 Chọn dương tính, để chọn lọc giống theo các đặc tính tốt Trong quá trình kiểm tra ruộng giống, đánh dấu riêng và thu hoạch riêng những cây tốt, có bông tốt và hạt tốt để làm giống Còn lại phần lớn là các cây xấu, bị sâu bệnh, bị lẫn giống, bị thoái hóa, hay phân ly tính trạng các cây được thu hoạch chung để làm nông sản bình thường Áp dụng hình thức này khi ruộng giống bị lẫn tạp nhiều, hay kém đồng nhất do thiên tai (hạn hán, úng, sâu, bệnh ) ảnh hưởng đến phần lớn số cây trong ruộng hay có thể thu hoạch riêng hạt tốt nhất là vào giai đoạn cuối vụ

5 Kiểm tra xác định độ thuần chủng của giống:

5.1 Giống Lúa:

Lá: màu sắc, kích thước, dáng lá (đứng hay nghiêng), có lông tơ hay không

có lông tơ, màu sắc tai lá có lông hay không Quan sát vào thời kỳ lúa đẻ rộ và có thể chia thành 4 loại: xanh đậm, xanh trung bình, xanh nhạt, xanh rất nhạt Ngoài ra

còn có thể đánh giá theo thang điểm của Viện Lúa Quốc tế IRRI; thang điểm: 0: không màu; 1: xanh nhạt; 2: có cạnh vàng; 3: vàng xanh; 4: xanh; 5: xanh thẫm; 6: mép lá đỏ; 7: hơi đỏ; 8: đỏ; 9: đen

Thân: chiều cao cây, màu sắc thân, màu sắc mặt trên thân, dảnh đẻ Màu sắc nên quan sát rõ nhất ở bao mầm, bẹ lá, gân lá, tai lá, lưỡi lá, lóng, đốt

Dạng thân: đứng, xòe, hơi xòe quan sát trước lúc lúa trổ một tuần

- Thân đứng: thân mẹ và các nhánh đều mọc thẳng

- Thân hơi xòe: thân mẹ và các nhánh mọc hơi xòe

- Thân xòe: thân mẹ và các nhánh mọc xòe

Bông: dáng bông (đứng hay nghiêng, xòe hay chụm), chiều dài bông, bông trổ thoát hay ấp bẹ, trổ và phơi màu đều hay không Đánh giá vào giai đoạn chín sữa, chín hoàn toàn

- Bông chụm: giẻ và hạt sát với trục bông

- Bông chụm trung bình: góc giẻ so với trục bông <25o

- Bông rất xòe: góc giẻ so với trục bông gần 90o

Hoa: màu sắc đầu nhụy cái: không sắc; sắc đỏ; sắc tím Quan sát lúc ra hoa Màu sắc này có quan hệ nhất định với máu sắc mỏ hạt

Hạt: lúc hoa nở, hạt thóc có râu hay không, màu sắc của râu hạt thóc, màu săc của vỏ trấu, của đầu hạt thóc, lông tơ trên mặt vỏ trấu, màu sắc của mày hạt thóc, kích thước hạt thóc Hạt gạo trắng hay đỏ, có bạc bụng hay không, tỷ lệ gạo bạc bụng

5.2 Giống Ngô:

Lá: màu sắc, kích thước, đường gân, mép lá, lá đứng hay nghiêng, nhiều lông

tơ hay ít lông tơ

Thân: chiều cao cây, màu sắc thân, màu sắc mặt trên thân, thân cứng chống

đổ hay dễ đổ

Bông đực: chia nhiều nhánh hay ít, màu sắc phấn hoa, màu sắc hoa đực,

tung phấn gọn hay kéo dài

Bắp: kích thước, hình dáng bắp, bẹ đóng kín hay hở, đứng hay nghiêng Hạt: kích thước, màu sắc, hạt đá hay răng ngựa, bán răng ngựa, độ đồng đều của hạt, số hàng hạt xếp đều hay không

Lõi bắp: màu sắc lõi

Ngoài ra: thời gian sinh trưởng (từ mọc đến nở hoa và hạt chín), tính chống chịu sâu, bệnh, thời tiết (nóng, lạnh), chịu hạn, chịu úng

6 Giống lai không quy ước, những triển vọng ở những vùng khó khăn và trình độ thâm canh thấp

Một thực tế trong sản xuất hiện nay, các giống ngô lai quy ước tuy đã có nhiều ưu thế về năng suất, phẩm chất, khả năng chống chịu nhưng giá thành hạt giống lai quá cao Do đó người nông dân đặc biệt nông dân ở những vùng có trình

độ thâm canh thấp; những vùng miền núi, những vùng khó khăn nông dân chưa thể chấp nhận với giá thành hiện nay Mặt khác, trong những định hướng phát triển nông nghiệp từ nay đến năm 2000 và những năm tiếp theo song song với việc tăng nhanh số lượng các giống ngô lai theo quy ước thì vẫn sử dụng các giống ngô lai không quy ước với tỷ lệ 60% trong một thời gian nhất định

Nhằm thúc đẩy sản xuất, nâng cao năng suất cây trồng, tăng lượng sản xuất hàng hóa cho nông dân ở những vùng khó khăn, việc sử dụng các giống lai không quy ước là điều cần thiết

Các giống ngô lai không quy ước là những giống được tạo ra bằng phương pháp tự do thụ phấn, nó có ưu thế lai cộng, có cơ sở di truyền rộng nên khả năng thích ứng rộng, khả năng cho năng suất khá khi gặp các điều kiện ngoại cảnh bất lợi, ít khi bị mất trắng

Một ưu điểm khác là nó còn có khả năng cho năng suất tiếp tục ở vài đời sau;

do đó người sản xuất không phải năm nào cũng phải đi mua giống mà có thể tự tuyển lựa trên ruộng sản xuất của mình để cất giữ giống cho vụ sản xuất tiếp theo

Để có giống tốt, cần áp dụng cách sản xuất giống như đã trình bày ở trên

Do đó trong phương hướng chỉ đạo sản xuất những năm 1996 - 2000, chủ trương chung ngoài phấn đấu tăng nhanh diện tích Ngô lai quy ước, vẫn tiếp tục sản xuất các giống ngô lai không quy ước trên diện tích lớn đặc biệt ở những vùng có trình độ thâm canh thấp, vùng miền núi có khó khăn

Bài 3 SẢN XUẤT HẠT LAI

A ĐỐI VỚI CÂY TỰ THỤ PHẤN (LÚA)

I Lúa lai 3 dòng:

Dòng bất dục đực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterile: ký hiệu CMS - dòng A)

Dòng bảo trì tính đực bất dục (Maintainer: ký hiệu dòng B)

Dòng khôi phục tính đực bình thường (Restorer: ký hiệu dòng R)

Năm 1974, Trung Quốc đã giới thiệu tổ hợp lai cho ưu thế lai cao, đồng thời quy trình sản xuất hạt lúa lai "Ba dòng" cũng được giới thiệu ra sản xuất vào năm

1975 Và từ đó cho đến nay, lúa lai đã có những bước phát triển vượt bậc và đem lại năng suất cao chưa từng có trong nghề trồng lúa từ trước những năm trước đó

MỘT SỐ KỸ THUẬT SẢN XUẤT HẠT LAI:

A SẢN XUẤT HẠT LÚA LAI "B A DÒNG":

Để sản xuất được hạt lai, chúng ta phải tiến hành sản xuất và giữ được dòng

mẹ bất dục (A) với dòng bảo trì (B) củng cố tính đực bất dục tính đực của dòng mẹ

để dòng mẹ tiếp tục được lai lại với dòng khôi phục (R) để có hạt giống phục vụ sản xuất hạt thương phẩm Sơ đồ tổng quát thể hiện ở hình 2

1 NHÂN DÒNG BẤT DỤC A

1.1 Nhân dòng bất dục (Cytolastmic Male Sterile), gọi là dòng A:

Nhân dòng bất dục là một trong những việc làm cơ sở cho mở rộng sản xuất hạt lúa lai, không những chú ý nâng cao năng suất, mà còn cần đặc biệt đảm bảo chất lượng, làm cho độ thuần của hạt giống đạt đến 99,9% trở lên, vì độ thuần của dòng bất dục cao hay thấp ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản xuất giống và năng suất giống lúa lai

Hình 2: Quan hệ di truyền giữa 3 dòng trong hệ thống nhđn dòng CMS vă sản xuất hạt lai

Ghi chú: S- gen bất dục đực trong tế băo chất

N- gen hữu dục trong tế băo chất

R- gen hữu dục trong nhđn

r- gen lặn không có khả năng phục hồi phấn trong nhđn

Dòng A (mẹ)

Dòng R (bố) hoặc

Giao tử cái Giao tử đực Giao tử cái Giao tử đực

Dòng A (nhân dòng CMS)

Hạt lai F1 (sản xuất hạt lai)